揭開肝纖維化之謎,新研究或開啟有效治療策略
肝纖維化是多種肝臟疾病的交匯點,如飲酒、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、病毒性肝炎、自身免疫性肝炎和膽汁淤積性肝病。所有這些疾病因素對肝臟的共同影響是產(chǎn)生慢性炎癥,導(dǎo)致異常的傷口愈合反應(yīng)。肝臟中纖維化反應(yīng)的產(chǎn)生會導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)成分的積累,促進纖維疤痕的形成。肝臟的正常結(jié)構(gòu)被纖維疤痕破壞,這會導(dǎo)致肝細(xì)胞損失和肝臟正常功能失調(diào),最終導(dǎo)致肝功能衰竭。當(dāng)肝損傷被清除時,肌成纖維細(xì)胞可能會發(fā)生凋亡和失活,因此清除肝纖維化的病因可以減緩這一過程并導(dǎo)致纖維化消退。盡管對肝纖維化機制有著廣泛的了解,但迄今為止尚未開發(fā)出對人類有效的抗纖維化療法。近期,多篇文獻報道了肝纖維化相關(guān)研究,可能為開發(fā)新的有效治療策略提供幫助。
1. 肝星狀細(xì)胞中的自分泌信號通路是NASH晚期纖維化的基礎(chǔ)
由肝星狀細(xì)胞(HSC)激活驅(qū)動的晚期肝纖維化影響著全球數(shù)百萬人。為了確定抗纖維化藥物靶點,美國西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院肝病科Scott L. Friedman團隊在小鼠NASH模型中,利用單核RNA測序和組織清除,整合了晚期疾病中伴隨HSC激活的漸進式轉(zhuǎn)錄組學(xué)和形態(tài)學(xué)反應(yīng)[1]。在晚期纖維化中,他們發(fā)現(xiàn)了一個自分泌HSC信號回路,該回路由小鼠和人類NASH之間保守的68個受體-配體相互作用組成。這些預(yù)測的相互作用得到了小鼠NASH中顯著增加的星狀細(xì)胞-細(xì)胞直接接觸的平行出現(xiàn)的支持。進一步地,藥物抑制一種自分泌相互作用,NTRK3-NTF3,抑制了培養(yǎng)中的人HSC活化,并逆轉(zhuǎn)了晚期NASH小鼠纖維化(圖1)。這項研究揭示了一系列新的抗纖維化藥物靶點,可能對治療晚期纖維化具有獨特的效果。
2. 己糖激酶2通過組蛋白乳酸化介導(dǎo)的基因表達是HSC活化和肝纖維化所必需的
乳酸與HSC的激活有關(guān)。然而,乳酸發(fā)揮其作用的機制尚不清楚。通過RNA-seq和CUT&Tag染色質(zhì)譜分析,美國伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校醫(yī)學(xué)院Nissim Hay團隊發(fā)現(xiàn)在活化的HSC中誘導(dǎo)己糖激酶2(HK2)表達是通過組蛋白乳酸化而不是組蛋白乙酰化誘導(dǎo)基因表達所必需的[2]。通過Hk2缺失或藥物抑制乳酸生成來抑制組蛋白乳酸化會降低HSC的激活,而外源乳酸而非醋酸的補充可以恢復(fù)激活表型。HSC特異性或系統(tǒng)性的Hk2缺失在體內(nèi)抑制HSC激活和肝纖維化(圖2)。因此,對HK2的干預(yù)可能是肝纖維化的一種潛在治療策略。
3. 巨噬細(xì)胞來源的組織蛋白酶S重塑ECM促進肝纖維化
了解肝纖維化進展的分子機制對于開發(fā)新的篩查和治療策略具有重要意義。通過蛋白質(zhì)組學(xué)篩選,北京國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心Ping Xu確定組織蛋白酶S(CTSS)上調(diào)是人類纖維化肝臟細(xì)胞外基質(zhì)重塑的中心節(jié)點[3]。即使在早期階段,血清CTSS水平的升高也能有效地預(yù)測肝纖維化。分泌的CTSS在其C末端切割COL18A1,釋放內(nèi)皮抑素肽,該肽通過整合素a5b1信號直接結(jié)合并激活肝星狀細(xì)胞。而Ctss的基因消融通過體內(nèi)內(nèi)皮抑素的減少顯著抑制肝纖維化的發(fā)生。進一步的研究確定巨噬細(xì)胞是肝臟CTSS的主要來源,脾切除有效地減弱了纖維化肝臟中巨噬細(xì)胞的浸潤和CTSS的表達(圖3)。CTSS的藥理學(xué)抑制改善了小鼠模型中的肝纖維化進展。這些結(jié)果提示CTSS可能是肝纖維化診斷和治療的一個有希望的靶點。
4. 靶向GPR65通過抑制JNK和NF-κB通路減輕肝臟炎癥和纖維化
G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)被認(rèn)為是藥物治療的有吸引力的靶點。然而,人們對GPCR如何調(diào)節(jié)肝纖維化的進展仍知之甚少。天津醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院Wei Hong團隊發(fā)現(xiàn)敲除Gpr65可顯著緩解BDL和CCl4誘導(dǎo)的肝臟炎癥、損傷和纖維化[4]。小鼠骨髓移植實驗進一步證明,敲除Gpr65的保護作用主要是由骨髓源性巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的。GPR65過表達和應(yīng)用GPR65內(nèi)源性和外源性激動劑增強了TNF-α、IL-6和TGF-β的表達和釋放,進而促進了HSC的活化和肝細(xì)胞(HC)的損傷。從機制上講,GPR65過表達、酸性pH和GPR65外源性激動劑通過Gαq-Ca2+-JNK/NF-κB途徑誘導(dǎo)TNF-α和IL-6的上調(diào),同時通過Gαq-Ca2+-MLK3-MKK7-JNK途徑促進TGF-β的表達(圖4)。而GPR65的藥理學(xué)抑制可抑制體內(nèi)炎癥、HC損傷和纖維化的發(fā)展。因此,靶向GPR65可能是預(yù)防肝纖維化的有效治療策略。
參考文獻
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云克隆不僅可提供多種肝臟疾病動物模型,包括肝纖維化、肝缺血、酒精性肝病、肝內(nèi)膽汁淤積、肝硬化、脂肪肝、肝功能衰竭等,涵蓋常見肝臟疾病。還具有多個物種肝星形細(xì)胞、肝竇內(nèi)皮細(xì)胞、肝巨噬細(xì)胞、肝間充質(zhì)干細(xì)胞等原代細(xì)胞產(chǎn)品和肝臟疾病常用檢測指標(biāo)及上述NTRK3、NTF3、HK2、CTSS、JNK/NF-κB通路等蛋白相關(guān)產(chǎn)品,可助力廣大科研工作者進行肝臟疾病研究。