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药物性肝损伤(Drug-induced liver injury,DILI)严重影响药物研发和临床应用,威胁人民健康,但其发生发展机制尚不明确。本研究使用临床广泛应用的对乙酰氨基酚(Acetaminophen,APAP),在过量服用时,采用多种特异性转基因动物和蛋白质组学等分子生物学技术,深入探讨了APAP肝损伤的毒性和代谢网络调控机制,尤其是年龄以及Dicer/microRNA等多种因素在其中的作用。 APAP肝损伤依赖其肝脏代谢活化。在2~3月龄、5~6月龄和10~12月龄的小鼠中,随着小鼠年龄增大,APAP肝脏毒性越明显;在10-12月龄小鼠肝脏中,APAP原型和活性代谢物发生蓄积。考察年龄相关基因Dicer的肝脏表达发现,Dicer基因表达随年龄明显降低。因此,我们采用两种肝脏特异的Dicer基因敲除小鼠,发现Dicer敲除可显著加重APAP肝损伤,并导致APAP原型药物和活性代谢物肝脏蓄积,而Ⅱ相代谢产物APAP-Glu含量则明显降低。在两种Dicer敲除和高年龄小鼠肝脏,以及体外敲低Dicer的肝脏细胞中,均发现APAP主要Ⅱ相代谢酶—葡糖醛酸转移酶(glucuronosyltransferase,UGT)的表达下降,而APAP主要Ⅰ相代谢酶的含量没有明显变化,提示UGTs下调所致的APAP肝脏蓄积是Dicer敲除加重APAP肝脏损伤的关键机制。 在上述数据的基础上,我们探索了Dicer调节UGTs表达的分子机制。定量蛋白组学分析发现,敲低Dicer显著上调Gprc5α(G protein-coupled receptor,family C,group5member A)等蛋白表达。Gprc5α在两种Dicer敲除小鼠和年龄较高小鼠肝脏中的表达明显升高。siRNA敲低Gprc5α则可以上调多个亚型UGTs的表达。作为microRNA成熟的关键基因,Dicer可能通过microRNA调节Gprc5α,进而调节UGTs表达。因此,我们对可能调节Gprc5α的microRNA进行了筛选,发现miR-328-3p可以序列依赖地抑制Gprc5α表达,并影响UGT表达。 年龄因素是APAP所致急性肝坏死和死亡的独立风险因素,本课题首次发现年龄相关基因Dicer在其中的关键作用。本课题还首次发现并证明了Dicer-microRNA-Gprc5调节UGTs表达的全新分子机制。本课题为探索年龄因素在APAP肝损伤中的作用提供了新的机制和方向,本课题也可以DILI的临床预防和治疗提供了新依据。