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目的:同种异体心脏移植是治疗终末期心衰最有效的手段。急性排斥是心脏移植术后的严重并发症。急性排斥主要T淋巴细胞介导的细胞免疫反应。microRNA-155(miR-155)是调控T淋巴细胞生物活动的重要信号分子,并且在器官移植后表达水平升高。但是miR-155在心脏移植急性排斥中的作用及其机制未见相关研究。本实验拟研究miR-155在心脏移植急性排斥中的作用及其调控机制,并探讨miR-155作为心脏移植功能状态生物标志物的可行性。 方法:构建小鼠腹腔心脏移植模型。急性排斥组以BALB/c为供体,C57BL/6为受体;同系对照组供体和受体均为C57BL/6。取小鼠心脏移植术后5天的排斥组供心2枚、同系对照组供心1枚。使用小鼠全基因组OneArray(R)芯片分析急性排斥的基因表达谱。miRNAs靶基因在线预测软件TargetScanMouse6.2检索miR-155的潜在靶基因。在术后预定时间收集供心、受体脾脏及血液。移植心脏和血液分选淋巴细胞,分别标记为GIL和LFB。脾脏分选T淋巴细胞,标记为TFS。Real-timePCR分别检测miR-155在GIL、TFS和LFB中的表达。Real-timePCR检测目的基因在GIL和TFS中的表达。Westernblotting检测基因在TFS中的表达。混合淋巴细胞反应实验观察miR-155对淋巴细胞增殖的影响,并明确miR-155与目的基因之间的调控关系。萤光素酶实验确定miR-155能够与选择的目的基因直接结合。 结果:急性排斥组供心生存时间7±1天,同系对照组供心生存时间>100天。基因芯片结果显示心脏移植排斥5天时表达上调的基因1310个,表达下调的基因1347个。值得注意的是GSK3β在急性排斥时表达明显降低,而TargetScanMouse6.2数据库显示GSK3β是miR-155的潜在靶基因。急性排斥组与同系对照组比较,miR-155在GIL、TFS和LFB中的表达均明显增加。Real-timePCR检测显示急性排斥时GSK3β在GIL和TFS中显著降低。同时,Westernblotting证实急性排斥时TFS中的GSK3β表达下降,磷酸化的GSK3β(pGSK3β/GSK3β)和磷酸化的Akt(pAkt/Akt)表达相对增强。混合淋巴细胞培养表明淋巴细胞增殖时miR-155表达升高,且GSK3β降低。抑制miR-155表达明显降低淋巴细胞的增殖,同时增加GSK3β的表达。而且,药物性抑制GSK3β能够逆转miR-155对淋巴细胞增殖的抑制。进一步萤光素酶表达实验证实,miR-155与GSK3β的3不翻译区(3-UTR)直接结合。此外,术后第3天开始排斥组LFB中的miR-155表达明显高于对照组。 结论:我们的实验证实心脏移植急性排斥时miR-155在T淋巴中的表达升高,GSK3β表达及活性均下降;GSK3β是miR-155新的直接靶基因;体外实验表明miR-155通过靶向GSK3β基因调节T淋巴细胞的增殖。本研究提示miR-155可能在心脏移植急性排斥的病理生理过程中发挥重要的作用,抑制miR-155的表达可能会减轻心脏移植急性排斥的发生。因此,miR-155可能是心脏移植急性排斥潜在的干预靶点。此外,血液淋巴细胞中miR-155的表达与心脏移植急性排斥密切相关,提示miR-155可以作为心脏移植急性排斥的生物标志物。本实验研究有利于更好的理解心脏移植急性排斥的病理生理过程,并可能为探寻新的、更加有效的诊断和治疗方法提供思路。