[发明专利]Mindin基因在肝脏缺血再灌注损伤中的应用

说明书

技术领域

本发明属于基因的功能与应用领域，特别涉及一种Mindin（Spondin 2）作为药物靶标在筛选治疗肝脏缺血再灌注损伤的药物中应用, 以及Mindin的抑制剂在制备治疗肝脏缺血再灌注损伤的药物中应用。

背景技术

缺血再灌注损伤是指组织缺血缺氧达到一定的时间和程度引起细胞发生病理改变，在恢复血液供应后不一定使病变的细胞恢复功能，反而在一定条件下出现进一步加重的现象。临床上广泛的肝叶切除术以及肝移植术等常需部分或完全阻断肝脏血流，而肝脏是一个对缺血缺氧非常敏感的器官，因此不可避免地发生缺血再灌注损伤。肝脏缺血再灌注损伤(Hepatic Ischemia Reperfusion Injury，HIRI)机制相当复杂，确切的发病机制仍不十分清楚。目前，对于肝脏缺血再灌注损伤发生机制的研究己成为移植界关注的热点。肝脏缺血过程中由于肝细胞内ATP迅速耗尽，导致乳酸酮体等的堆积，及线粒体氧化磷酸化功能低下，引发代谢性酸中毒；ATP含量的下降，导致肝细胞内外Ca²⁺重新分布，即Ca²⁺内流，引起线粒体的损伤；肝脏缺血再灌注损伤可以分为两个时限，早期阶段以Kupffer细胞激活为主要特征。Kupffer细胞可以释放大量的氧自由基或超氧阴离子，可以引起肝细胞的急性损伤。在缺血再灌注损伤的第二阶段，Kupffer细胞激活以后，可以引起大量的炎症因子的释放，激活炎症反应通路，使大量的中性粒细胞在肝脏内浸润。中性粒细胞在肝脏内浸润后可以通过释放氧自由基和蛋白酶，引起严重的肝功能损害。

众多文献资料表明缺血再灌注损伤可能与下列因素有关：1．氧自由基的生成；2．钙超载；3．细胞因子的参与；4．Kupffer细胞及中性粒细胞激活；5．内皮素和一氧化氮浓度的失衡。总之，肝脏缺血再灌注损伤是由各种机制相互影响，综合作用的结果，进一步了解及明确其作用机制，将对临床防治肝脏缺血再灌注损伤有着重要的意义。

Mindin又称为Spondin 2，属于Mindin-F-Spondin细胞外基质蛋白家族，于1997年由Higashijima等首次在斑马鱼中克隆，并发现其能促进海马神经元的粘附与生长。随后的研究证实Mindin广泛表达于哺乳动物的各组织，其结构包含一个氨基末端的F底板反应蛋白（F-spondin, FS）结构域和一个羧基末端的血小板反应蛋白1型重复序列结构域（thrombospondin type 1 repeat，TSR）。Mindin在不同种属间结构高度保守，例如小鼠和人的Mindin氨基酸序列的同源性达85%，提示Mindin可能具有重要的生物学功能。Mindin是一种模式识别分子，能够与病原体和PAMPs结合，并作为一种噬菌素调控巨噬细胞的吞噬功能，参与调节天然免疫的宿主防御反应。研究发现Mindin通过整合素与中性粒细胞结合，调控中性粒细胞的募集、粘附和迁移功能；而Mindin基因敲除使骨髓来源的树突状细胞中小分子G蛋白Rac-1与Rac-2的表达下调，导致其活化T细胞能力受损，而Mindin仍然是通过整合素与树突状细胞结合并介导细胞内信号转导的调控；进一步分析Mindin的蛋白结构，确定了Mindin识别PAMPs的结构为TSR结构域，而F-spondin结构域则是Mindin与整合素的结合位点。越来越多的研究证明Mindin不仅在免疫调节和炎症反应中发挥重要作用（JIA W et al, The extracellular matrix protein mindin serves as an integrin ligand and is critical for inflammatory cell recruitment. Blood (2005); 106( 12) : 3854-2859），而且还参与多种疾病的病理过程。我们已有研究表明Mindin在心肌肥厚、脑卒中及糖尿病疾病模型中发挥着重要的作用：在心肌肥厚模型中，Mindin作为内源性保护因子，通过抑制AKT/GSK3β信号通路，从而抑制因适应不良引起心脏重构而导致的心力衰竭（Bian ZY etl，Disruption of mindin exacerbates cardiac hypertrophy and fibrosis. J Mol Med (Berl)（2012）；90(8):895-910）；在缺血性脑损伤中Mindin通过Akt信号通路从而发挥生物学功能（Wang L et al，Mindin is a critical mediator of ischemic brain injury in an experimental stroke model.Exp Neurol（2013）；247:506-516）；在糖尿病模型中，Mindin通过与PPARα作用，从而调节小鼠的肝脏脂质代谢以及减轻肝脂肪变性、肥胖、炎症等（Zhu LH et al，Mindin/Spondin 2 inhibits hepatic steatosis, insulin resistance, and obesity via interaction with peroxisome proliferator-activated receptor α in mice. J Hepatol（2014）；60(5):1046-1054）。由于肝脏缺血再灌注损伤机制中涉及炎症等反应，推测Mindin在其中发挥重要作用。到目前为止国际上无文献报道有关Mindin基因在肝脏缺血再灌注损伤中应用的内容。