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背景与目的急性胰腺炎(Acutepancreatitis,AP)是临床上常见的急腹症。当治疗不及时会发展为重症急性胰腺炎(Severe acute pancreatitis,SAP),导致全身炎症,甚至多器官衰竭。文献报道炎症反应以及氧化应激在SAP中发挥了重要的作用,但是SAP的相关发病机制尚未完全阐明,目前还没有有效的治疗方法逆转SAP的发展。硫氧还蛋白互作蛋白(Thioredoxin interacting protein,TXNIP)属于硫氧还蛋白结合蛋白的一种,可以抑制细胞增殖,介导氧化应激,诱导细胞凋亡等,然而TXNIP在SAP中的作用尚不清楚。因此本研究探索了 TXNIP在SAP中的作用和潜在机制,为临床上治疗SAP提供新的靶点。方法1.验证TXNIP的相关表达,动物实验中将小鼠(C57BL/6背景)随机分为两组(n=6/组):对照组(Sham)和SAP组。测定血清淀粉酶和脂肪酶、胰腺HE切片、TXNIP免疫组化和蛋白质印迹验证TXNIP在胰腺中的蛋白表达水平。细胞实验中细胞被分为两组:对照组(NC)和精氨酸(L-Arg)组。用蛋白质印迹分析TXNIP在大鼠胰腺腺泡细胞(AR42J)中的蛋白表达水平。2.TXNIP敲除(TXNIP-KO)动物实验组,小鼠(C57BL/6背景)被随机分为 4 组(n=6/组):对照组(WT+Sham)、TXNIP-KO+Sham 组、WT+SAP组和TXNIP-KO+SAP组。测定血清中淀粉酶和脂肪酶水平,胰腺、肺脏和肾脏HE切片及病理学评分。ELISA检测血清IL-6、IL-1β、TNF-α和MCP-1水平和胰腺中GSH、H2O2、SOD和MDA表达水平。免疫组织化学分析CD11b、MPO、Ly6G和4-HNE的表达。蛋白质印迹分析p65、p-p65、NQO-1、HO-1的蛋白表达水平及ASK1依赖的JNK/p38通路相关蛋白表达水平,并进行半定量分析。3.腺相关病毒介导的TXNIP过表达(AAV-TXNIP)动物实验组,小鼠(C57BL/6背景)被随机分为4组(n=6/组):对照组(AAV-GFP)、AAV-TXNIP组、AAV-GFP+SAP组和AAV-TXNIP+SAP组。检测指标同TXNIP-KO动物实验组。4.TXNIP下调(siTXNIP)细胞实验组,分为4组(n=6/组):对照组(GFP)、siTXNIP 组、GFP+L-Arg 组和 siTXNIP+L-Arg 组。ELISA 测定 GSH、ROS、SOD和MDA水平,蛋白质印迹分析GPX4、ACSL4的蛋白表达水平及ASK1依赖的JNK/p38信号通路相关蛋白表达水平,并进行半定量分析。5.动物挽救实验中,将小鼠(C57BL/6背景)随机分为3组(n=6/组):AAV-GFP+SAP 组、AAV-TXNIP+SAP 组和 AAV-TXNIP+SAP+gs-4997 组。检测指标同TXNIP-KO动物实验组。6.TXNIP下调伴ASK1过表达(siTXNIP+Flag-ASK1)细胞实验组,分为3 组(n=6/组):GFP+Flag+L-Arg 组、siTXNIP+Flag+L-Arg 组和siTXNIP+Flag-ASK1+L-Arg组。测定指标同TXNIP下调细胞实验组。7.腺相关病毒介导的TXNIP敲低(shTXNIP)动物实验组,小鼠(C57BL/6背景)被随机分为4组(n=6/组):对照组(GFP)、shTXNIP组、GFP+SAP组和shTXNIP+SAP组。测定血清中淀粉酶和脂肪酶水平,胰腺、肺脏和肾脏HE切片及病理学评分。ELISA检测血清IL-6、IL-1β、TNF-α和MCP-1促炎因子水平和胰腺中GSH、H2O2、SOD和MDA水平。免疫组织化学分析CD11b、MPO、Ly6G 和 4-HNE 的表达。结果1.SAP小鼠血清淀粉酶水平和脂肪酶活力升高,胰腺病理组织学较对照组显著加重,TXNIP在免疫组化中和蛋白质印迹分析中表达升高。同时蛋白质印迹分析发现L-Arg诱导的AR42J细胞中TXNIP表达明显上调。2.TXNIP-KO降低淀粉酶和脂肪酶水平,减轻了胰腺、肺脏和肾脏的病理组织学改变。CD11b、MPO、Ly6G和4-HNE的表达减少,血清MCP-1、IL-6、TNF-α和IL-1β促炎因子水平降低,GSH和SOD水平升高,H2O2和MDA水平降低,抗氧化蛋白HO-1和NQO-1表达增加,p65、p38、JNK和ASK1蛋白磷酸化水平降低。而TXNIP过表达则表现出相反的结果。3.TXNIP下调使GSH和SOD水平升高,MDA水平降低,细胞产生的ROS减少,GPX4蛋白表达水平升高,ACSL4蛋白表达水平降低,p38、JNK和ASK1磷酸化水平降低。4.Gs-4997治疗降低了淀粉酶和脂肪酶水平,减轻了胰腺、肺脏和肾脏的病理组织学改变。CD11b、MPO、Ly6G和4-HNE的表达减少,血清IL-6、IL-1β、TNF-α和MCP-1水平降低,SOD和GSH水平升高,H2O2和MDA水平降低,HO-1和NQO-1蛋白的表达增加,p65、p38、JNK和ASK1蛋白磷酸化水平降低。5.TXNIP下调伴ASK1过表达降低了 GSH和SOD水平,升高了 MDA水平,细胞产生的ROS增多,GPX4蛋白表达水平有所降低,而ACSL4表达增加,p38、JNK和ASK1蛋白磷酸化水平增加。6.TXNIP敲低降低了淀粉酶和脂肪酶水平,减轻了胰腺、肺脏和肾脏的病理组织学改变。CD11b、MPO、Ly6G和4-HNE的表达减少,血清IL-6、IL-1β、TNF-α和MCP-1水平降低,GSH和SOD 水平升高,H2O2和MDA水平降低。结论1.TXNIP在SAP及L-Arg诱导的AR42J细胞中表达上调。2.TXNIP-KO减轻SAP过程中的炎症反应、氧化应激和SAP相关的肺和肾损伤。3.AAV介导的TXNIP过表达加重SAP过程中的炎症反应、氧化应激和SAP相关的肺和肾损伤。4.TXNIP-KO抑制SAP期间ASK1的激活和下游JNK/p38信号通路。5.ASK1介导了 TXNIP在SAP过程中的炎症反应和氧化应激。6.ASK1加速L-Arg诱导后的胰腺腺泡细胞损伤。7.AAV介导的TXNIP敲低减轻了 SAP过程中的炎症反应和氧化应激。