大肠杆菌来源的HtpG调控PRMT5在慢性胰腺炎中的作用及机制研究.pdf

摘要

摘要

慢性胰腺炎（chronicpancreatitis，CP）是由遗传和环境等多因素引起的永久、反复

且不可逆的胰腺纤维化-炎症性疾病，其特征是胰腺组织纤维化，导致细胞外基质堆积，

进而使得内分泌和外分泌功能受损。CP常见病症有腹痛、胰腺纤维化、肠道菌群紊乱，

以及糖尿病、代谢性骨病和胰腺癌等并发症。

大量的研究表明，CP患者肠道菌群与健康人群存在差异，致病菌特别是大肠杆菌

（Escherichiacoli，E.coli）异常富集。E.coli发挥毒力作用主要依赖于高温G蛋白（high

temperatureproteinG，HtpG），其同源物热休克蛋白90在CP纤维化发展过程中发挥重

要作用，且上调蛋白质精氨酸甲基转移酶5（proteinargininemethyltransferase5，PRMT5）

表达的调控。PRMT5作为表观遗传学和信号转导相关的翻译后修饰蛋白酶，在肿瘤和

炎症中通过组蛋白修饰关键转录因子发挥重要作用，参与细胞表型转化。近期研究表明

巨噬细胞的极化可影响胰腺纤维化-炎症微环境，进而激活胰腺星状细胞（pancreatic

stellatecells，PSCs），参与CP的发展。而PRMT5可通过结合巨噬细胞极化的转录因子

Krüppel样因子4（krüppel-likefactor4，KLF4），并甲基化修饰KLF4促进其蛋白积累。

基于以上研究背景，本文推测CP发展过程中E.coli释放HtpG上调PRMT5的表达，甲

基化KLF4参与调控巨噬细胞的极化。结合动物实验和细胞实验，从菌群的角度，阐明

E.coli来源的HtpG上调PRMT5对CP的作用及机制。主要结果如下：

（1）为了明确CP发展过程中E.coli对胰腺PRMT5表达的影响，通过腹腔注射雨

蛙素构建小鼠CP模型。采用16S扩增子测序方法对C57BL/6J小鼠CP模型中肠道菌群

组成进行分析，结果发现E.coli的丰度变化显著，检测到HtpG的表达升高、CD91受体

增加和NF-κB通路的激活。此外，还发现胰腺组织中PRMT5表达的上调。通过免疫荧

光实验，确认CP患者和小鼠CP模型中PRMT5主要表达于巨噬细胞。通过对小鼠分离

出的骨髓源巨噬细胞（bonemarrowderivedmacrophages，BMDM）进行HtpG（E.coli来

源）以及热休克蛋白90的抑制剂17AAG干预，进一步论证HtpG对PRMT5表达的调

控作用。结果表明E.coli释放的HtpG通过CD91受体激活NF-κB通路上调PRMT5的

表达。

（2）为了探究胰腺PRMT5对CP的作用，采用巨噬细胞特异性敲除PRMT5小鼠

和外源使用PRMT5特异性抑制剂EPZ015666的方式，对CP小鼠进行PRMT5干预，

检测CP表型、巨噬细胞极化以及纤维化程度。结果表明，PRMT5的缺失可以缓解CP

发展过程中对胰腺的损伤和纤维化程度，降低α-平滑肌肌动蛋白和Ⅰ型胶原蛋白α1的表

达，并抑制M2巨噬细胞表型转化。

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（3）为了阐明PRMT5加剧CP的作用机制，首先检测胰腺组织中KLF4的表达变

化，结果表明CP小鼠胰腺中KLF4表达显著降低，且敲除PRMT5后抑制KLF4表达。

体外实验通过敲除或过表达PRMT5，结合突变质粒转染，并用白细胞介素4刺激BMDM。

结合分子模拟、质谱分析和体内实验，结果表明，PRMT5与KLF4之间存在相互结合关

系。进一步证实，PRMT5介导KLF4的甲基化，抑制其泛素化降解，从而稳定KLF4的

表达。采用BMDM和PSCs体外共培养实验，结合小干扰、过表达质粒和突变质粒，探

究巨噬细胞极化对PSCs的激活作用，结果表明，PRMT5介导KLF4调控巨噬细胞极化

成M2型，释放转化生长因子β激活PSCs。最后，通过构建KLF4腺相关病毒，对巨噬

细胞PRMT5缺失的CP小鼠实现KLF4体内过表达，验