IL-18与IL-3协同调控胰腺星状细胞STAT3/IL-4通路在慢性胰腺炎中的作用机制研究
批准号:
82100688
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
李志强
依托单位:
学科分类:
胰腺外分泌功能异常与胰腺炎
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李志强
中文摘要
慢性胰腺炎(CP)发病机制不明,致使缺乏针对性治疗而严重危及人类健康。近期研究发现细胞焦亡相关因子IL-18在多种纤维化疾病中发挥关键作用,然而,其在CP中的作用尚未见报道。我们构建转基因小鼠CP模型发现:CP胰腺组织中IL-18受体IL-18Rα高表达且主要定位于胰腺星状细胞(PSCs),IL-18Rα敲除明显减轻CP。体外研究还发现:PSCs中IL-18Rα上调不受IL-18调控,而受IL-3调控,IL-3存在时IL-18仍不能活化PSCs,但可磷酸化STAT3而促进IL-4分泌,IL-4再诱导巨噬细胞M2型极化,据此,我们提出IL-18在IL-3协同下通过调控PSCs内STAT3/IL-4通路以诱导巨噬细胞M2型极化而加重CP的科学假设。本项目拟通过收集临床标本、构建转基因小鼠CP模型及提取原代细胞并进行相关干预以探究IL-18在CP中的作用及其机制,为临床治疗CP提供新靶点。
英文摘要
chronic pancreatitis (CP) seriously endangers the health of human due to the lack of etiological therapy under its ambiguous mechanism. Recently, it has been shown that IL-18 that is a pyroptosis associated cytokine plays the key role in various fibrotic deseases. However, the role of IL-18 in CP remains unclear. Our preliminary studies by establishing CP model of wild-type and transgenic mice showed that IL-18 receptor α (IL-18Rα) was significantly upregulated and mainly located in the pancreatic stelate cells, and importantly deletion of IL-18Rα obviously alleviated the severity of CP. Furthermore, we found by in-vitro experiments that the up-regulation of IL-18Rα in PSCs was induced by IL-3 but not IL-18. Moreover, IL-18 didn’t exert the property of activating PSCs but phosphorylated STAT3 to induce PSCs to produce IL-4 in present of IL-3, and produced IL-4 further promoted macrophage M2 polarization. Given all this, we postulate that IL-18 induces pancreatic fibrosis by indirectly inducing macrophage M2 polarization via promoting STAT3/IL-4 pathway of PSCs in present of IL-3 . We will further collect sample of CP patients and establish CP model of IL-18R1-/-mice and isolate primary cells which will be treated accordingly to expound the role of IL-18 in CP and its mechanism to afford a new therapeutic target for CP.
细胞焦亡已被证实可促进慢性胰腺炎(Chronic pancreatitis, CP)纤维化进展,但具体机制尚不明确。细胞焦亡是一个细胞死亡方式,它的激活可导致细胞死亡,同时促进IL-18和IL-1β的释放,然而,有研究发现CP发生时,胰腺组织内IL-1β表达升高并不明显,因此,我们转而考虑IL-18可能是细胞焦亡促进是胰腺纤维化(Pancreatic fibrosis, PF)的关键机制。有研究报道了IL-18敲除可减轻胰管结扎模型CP小鼠的PF,我们前期研究也证实了IL-18敲除还可减轻雨蛙素CP小鼠模型的PF,这潜在说明IL-18可促进PF。在后续的项目执行过程中,我们进一步发现:1. CP患者胰腺组织中IL-18表达与PF正相关,且IL-18主要表达于胰腺腺泡细胞。2. 雨蛙素小鼠CP模型中,IL-18敲除不仅显著减轻PF,而且显著减少胰腺星状细胞活化和M2型巨噬细胞的浸润。近年来,M2型巨噬细胞浸润已被证实在PF中发挥关键促进作用,而本人前期课题已经证实了IL-18可促进胰腺星状细胞(Pancreatic stellate cells, PSCs)活化,但IL-18通过何种机制促进巨噬细胞M2型极化尚未见报道。为此,我们检测了IL-18受体IL-18Rα的表达分布,发现CP模型小鼠胰腺中其主要表达于PSCs,而在巨噬细胞中几乎未见表达,IL-18直接体外刺激巨噬细胞也不能促进其M2极化,这说明IL-18促进巨噬细胞M2极化的作用可能是通过间接机制发生的。鉴于巨噬细胞M2极化的关键因子为IL-4,我们前期研究也发现CP胰腺组织内的IL-4主要表达于PSCs,且IL-18被报道可促进免疫细胞分泌IL-4,据此,我们推测:IL-18可能通过促进PSCs分泌IL-4而促进巨噬细胞M2型极化。为此,我们进行了体外实验,发现IL-18可直接促进PSCs分泌IL-4,而且IL-18作用后的PSCs上清液可促进巨噬细胞M2型极化,而IL-4的抑制明显减轻了上清液诱导的巨噬细胞M2型极化。体内实验也证实IL-18可进一步促进PSCs中IL-4表达及巨噬细胞M2极化,进而促进PF。该研究很好地阐述了IL-18可通过刺激PSCs释放IL-4,进而促进巨噬细胞M2型极化,扩展了对IL-18促进PF机制的认识,也更深入地说明了IL-18在CP发展中的关键作用,从而为其干预提供了靶点。
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