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背景:风湿性心脏病(rheumatic heart disease,RHD)是指由于A组溶血性链球菌(Group A streptococci,GAS)感染导致的风湿热活动,进一步累及心脏瓣膜而造成的心脏病变。因RHD所致的死亡人数每年超过30万,但其发病的具体分子机制尚未明确。研究表明自身免疫反应参与了风湿性心脏病的心脏瓣膜损伤进程。TH17细胞及其相关炎性因子介导了机体的炎症反应与自身免疫反应。白细胞介素6(interleukin 6,IL-6)能够调控CD4+T细胞向TH17细胞分化,白细胞介素17(interleukin 17,IL-17)是TH17细胞的效应因子。微小RNA(micro RNA)是自身免疫性疾病发生过程中重要的调控因子。信号转导与转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)和鞘氨醇-1-磷酸受体1(sphingosine-1-phosphate receptor 1,S1PR1)以及细胞因子信号抑制蛋白1(suppressor of cytokine signaling 1,SOCS1)也在自身免疫和炎症反应中发挥重要作用。研究如何通过mi R-155-5p调控S1PR1和SOCS1的表达以及TH17细胞的分化来影响RHD的进程有可能为RHD的防治提供新的思路及方法。目的:通过建立RHD大鼠模型,探究大鼠心脏瓣膜中mi R-155-5p、S1PR1、SOCS1、STAT3、IL-6以及IL-17的表达变化。探究mi R-155-5p的靶基因,并在此基础上,通过重组腺相关病毒(recombinant adeno-associated virus,AAV)抑制大鼠体内mi R-155-5p的表达,研究其通过调控S1PR1以及SOCS1的表达,调控瓣膜STAT3的表达水平,影响TH17细胞的分化,进一步调控瓣膜炎症和纤维化的机制。方法:第一部分、RHD大鼠模型中相关指标的差异表达20只Lewis大鼠被随机分成control组(n=10)和RHD组(n=10),RHD组通过皮下注射灭活并超声裂解的GAS与完全弗氏佐剂(complete Freund’s adjuvant,CFA)来构建RHD模型。大鼠在第0天单侧足垫注射CFA,在第7、14、21、28天皮下注射GAS+CFA,在第35、42、49、56天皮下注射GAS,在第63天安乐死并取材。Control组在相同的时间点在相同部位注射等量生理盐水。应用H&E染色检测瓣膜炎症;应用天狼星红染色通过激光共聚焦显微镜在偏振光下检测瓣膜纤维化程度以及胶原纤维的类型,采用Ⅲ型胶原纤维与Ⅰ型胶原纤维相对表达量的比值(COLⅢ/Ⅰ)来描述纤维化的程度;应用蛋白免疫印迹、免疫组织化学以及RT-q PCR检测S1PR1、SOCS1及STAT3的表达水平,RT-q PCR检测mi R-155-5p的表达水平;应用ELISA检测血清IL-6与IL-17浓度,免疫组织化学检测瓣膜IL-6与IL-17表达水平。第二部分、鉴定mi R-155-5p的靶基因,抑制mi R-155-5p靶向S1PR1与SOCS1,改善瓣膜炎症与纤维化通过Target Scan生物信息学系统预测,S1PR1与SOCS1的3’非编码区(3’untranslated region,3’UTR)是否具有与mi R-155-5p结合的位点。构建S1PR1与SOCS1的突变型质粒(MUT 3’UTR)、野生型质粒(WT 3’UTR)以及阴性对照质粒(NC)。将S1PR1 WT 3’UTR、S1PR1 MUT 3’UTR和阴性对照NC 3’UTR质粒与mi R-155-5p模拟物或mi R-NC模拟物共转染293T细胞。将SOCS1 WT 3’UTR和SOCS1 MUT 3’UTR与mir-155-5p模拟物或mi R-NC模拟物共转染293T细胞。应用双荧光素酶报告基因检测系统检测荧光素酶活性,在体外细胞系中验证S1PR1与SOCS1是否为mi R-155-5p的靶基因。24只Lewis大鼠随机分成四组。1)control组(n=6);2)RHD组(n=6);AAV-control组(转染了空载病毒,n=6);4)AAV-mir155-inhibitor组(转染了mi R-155-5p抑制病毒,n=6)。构建p HBAAV-c TNT-MCS-Zs Green载体,将mi R-155-5p封闭序列合成到载体上,构建具有心脏高亲和度的带有c TNT启动子的9型AAV。应用AAV通过尾静脉注射进行大鼠体内转染,抑制mi R-155-5p的表达。3周等待期后,RHD组、AAV-control组与AAV-mir155-inhibitor组开始RHD造模流程。RT-q PCR检测转染情况。H&E染色检测瓣膜炎症,天狼星红染色在偏振光下检测瓣膜纤维化改变,WB、免疫组织化学以及RT-q PCR检测S1PR1、SOCS1与STAT3表达水平,RT-q PCR检测mi R-155-5p表达水平,ELISA检测血清IL-6与IL-17浓度,免疫组织化学检测瓣膜IL-6与IL-17表达水平。结果:1.与control组相比,H&E染色显示RHD组大鼠的瓣膜发生明显的炎性细胞弥漫性浸润、瓣膜增厚以及炎性渗出物;偏振光下的天狼星红染色显示3型胶原的相对含量明显升高,COLⅢ/Ⅰ比值显著升高,提示纤维化的发生。2.与control组相比,RHD组大鼠瓣膜mi R-155-5p表达水平显著升高,S1PR1和SOCS1表达水平显著降低,p-STAT3表达水平显著升高,STAT3表达水平没有显著差异。大鼠血清及瓣膜IL-6与IL-17表达水平升高。3.Target Scan系统预测S1PR1与SOCS1的3’UTR区域存在与mi R-155-5p结合的位点,是潜在的靶基因。当mi R-155-5p模拟物共转染S1PR1 WT 3’UTR(或SOCS1 WT 3’UTR)时,与mi R-NC模拟物共转染S1PR1 WT 3’UTR(或SOCS1 WT 3’UTR)相比,相对荧光素酶活性显著降低。而当mi R-155-5p模拟物与S1PR1 MUT 3’UTR(或SOCS1 MUT 3’UTR)共转染时,没有出现类似的结果。4.通过AAV转染成功抑制了大鼠瓣膜mi R-155-5p的表达。与RHD组相比,H&E染色显示这种预处理能够显著减轻AAV-mir155-inhibitor组大鼠在RHD进程中瓣膜炎性细胞的弥漫性浸润、瓣膜增厚以及炎性渗出的程度;偏振光下的天狼星红染色显示3型胶原相对含量明显减少,COLⅢ/Ⅰ比值显著降低,提示纤维化的发展减慢。与RHD组相比,AAV-control组没有发生类似改变。5.与RHD组相比,AAV-mir155-inhibitor组大鼠S1PR1与SOCS1表达水平显著升高,p-STAT3表达水平显著降低,STAT3表达水平没有显著变化,瓣膜与血清IL-6和IL-17表达水平显著下降。与RHD组相比,AAV-control组没有发生类似改变。结论:1.大鼠瓣膜出现炎症反应以及纤维化改变,RHD大鼠模型成功建立。2.S1PR1与SOCS1可能是mi R-155-5p的靶基因,mi R-155-5p可以通过直接结合其3’UTR区域负性调控其表达量。3.抑制mi R-155-5p的表达,能够减轻瓣膜的炎症反应与纤维化改变。4.抑制mi R-155-5p通过介导SOCS1与S1PR1的过表达,进一步减弱STAT3信号通路的表达,并且抑制CD4+T细胞向TH17细胞的分化以及TH17细胞相关效应因子的释放,从而减轻瓣膜炎症与纤维化。