文献述评胰腺损伤腺泡细胞两种死亡方式的调

本周我们有请到路国涛博士为大家带来的听读是一篇关于急性胰腺炎的基础文献。这篇胰腺炎基础领域的 研究,主要探讨的是腺泡细胞两种死亡方式,necroptosis(坏死性凋亡)和autophagy(自噬)之间的相互作用。

文章发表于年CellDeathandDisease(CCD)杂志。CDD杂志创刊时间较短,隶属于Nature出版集团,是CellDeathandDifferentiation的姊妹刊,主编为时玉舫教授。CDD杂志的选文非常适合急性胰腺炎细胞死亡方式相关的基础研究。

今天介绍的这篇文献内容是关于腺泡细胞死亡方式对胰腺损伤的影响,主要是坏死性凋亡和自噬。大量的研究均已证实上述两种细胞死亡方式在胰腺炎病理生理过程中发挥重要作用,近来关于自噬和坏死性凋亡之间的相互调控的研究报道在逐渐增加。

本篇文献首先使用PTF1a-Cre和Atg7floxp小鼠构建了一个胰腺特异性Atg7缺陷小鼠(Atg7Δpanmice),研究发现,在生理状况下Atg7Δpan小鼠胰腺组织即出现自噬现象的下降。这个结果是显而易见的,敲除了一个自噬基因(ATG7),自噬现象自然减轻。

图1:胰腺组织ATG7缺陷后减轻了自噬现象

进而,作者发现常规喂饲胰腺特异性Atg7缺陷小鼠(Atg7Δpanmice),在20周时可以观察到胰腺炎,病理切片观察到纤维化、空泡形成、炎症浸润以及胰岛损伤四个方面不同程度的胰腺损伤,上述病理学现象又通过胶原酶染色、电镜、TGF-β蛋白表达、胰蛋白酶表达等进行了验证,更为重要的是,胰腺特异性Atg7缺陷小鼠(Atg7Δpanmice)生存曲线显著降低,30周之内全部死亡。上述结果说明了胰腺特异性Atg7缺陷后,小鼠胰腺组织存在一个进行性的病理状态,最终导致了慢性胰腺炎。

图2胰腺组织ATG7缺陷后导致胰腺炎,小鼠生存曲线降低

在明确上述现象后,作者又对胰腺特异性Atg7缺陷小鼠(Atg7Δpanmice)胰腺组织的细胞凋亡和坏死现象进行了分析。通过免疫荧光和流式细胞术方法,对凋亡通路关键蛋白(Caspas3、8、9和Bax)和坏死通路关键蛋白(RIP3、MLKL、HMGB1)进行了检测,结果显示胰腺组织Atg7缺陷小鼠(Atg7Δpanmice)上述蛋白表达均增加,即凋亡、坏死现象均加强。

图3:胰腺组织ATG7缺陷后导致凋亡、坏死现象增加,坏死关键蛋白RIP3表达上调

既然上述结果提示RIP3表达上调,作者就想到了验证RIP3对胰腺组织Atg7缺陷小鼠(Atg7Δpanmice)的调控作用。在后续实验中,作者们使用了RIP3全身性敲除小鼠(Rip3d/d)和胰腺组织特异性Atg7缺陷小鼠(Atg7Δpanmice)配繁构建了一个双基因修饰的小鼠(Atg7Δpan-Rip3d/dmice)。结果发现,双基因修饰小鼠(Atg7Δpan-Rip3d/dmice)生存时间更短, 个月内全部死亡,并且胰腺组织纤维化、炎症细胞浸润等均比单基因修饰小鼠(Atg7Δpanmice)更为严重。

图4.构建了胰腺组织特异性ATG7缺陷和全身性RIP3缺陷的双基因修饰动物模型,RIP3缺陷后并不能改善胰腺组织的损伤,并且加重了纤维化。双基因修饰小鼠生存曲线更短(图2-h)

图5:构建了胰腺组织特异性ATG7缺陷和全身性RIP3缺陷的双基因修饰动物模型,RIP3缺陷后加重了胰腺组织细胞凋亡和炎症细胞浸润

我们对全文做一个总结,简单来说,就是基因修饰动物模型的应用和表型分析。首先分析了胰腺特异性ATG7缺陷小鼠(Atg7Δpanmice)的表型,后面又增加了一个RIP3缺陷的干预,分析了双基因修饰动物(Atg7Δpan-Rip3d/dmice)的表型。

文章的内容仅限于此,很多问题尚未阐述。RIP3和ATG7之间或者说坏死和凋亡的主要关键蛋白之间是如何相互调控影响的,文中并未涉及;本篇文献中,虽然并未应用雨蛙素诱导小鼠胰腺炎,但RIP3缺陷后加剧了胰腺组织ATG7缺陷小鼠胰腺炎的严重程度,与以往文献报道相悖(既往研究报道RIP3缺陷可以保护雨蛙素诱导的小鼠急性胰腺炎),文中并未特殊说明。

虽然有一些局限,但文章中基因修饰动物模型的应用和明确、详实的表型分析,尤其是不同小鼠间生存曲线的差异性表现,依然能充分显示研究的科学价值。

,我们向大家简单介绍下国内本领域的研究现状。在坏死性凋亡、自噬和急性胰腺炎的基础研究方向,上海王兴鹏教授、黑龙江孙备教授和武汉余枭教授(排名不分先后)等团队均有细致的工作和丰富的经验,有志于此研究方向的朋友们可以搜索阅读三个团队的工作。

专家简介

路国涛博士

医院副主任医师,博士后,师从李维勤教授。中国医师协会胰腺病分会青年委员,中国医师协会胰腺病分会急性胰腺炎组委员,医院学会胰腺病专业委员会急性胰腺炎学组委员兼秘书。

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