細(xì)胞焦亡與肝臟疾?。簷C(jī)制、影響與健康挑戰(zhàn)
正常情況下，適度細(xì)胞焦亡有助于及時(shí)清除感染細(xì)胞，但過度激活細(xì)胞焦亡可導(dǎo)致大量細(xì)胞死亡、嚴(yán)重組織損傷和器官衰竭，這與某些疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。如今，由于肝病的發(fā)病率不斷增加，已成為世界上一個(gè)嚴(yán)重的健康問題。其中一些逐漸發(fā)展為肝硬化和肝細(xì)胞癌(HCC)，嚴(yán)重威脅人類生命。研究表明，焦亡是肝臟疾病發(fā)展的原因之一。由于體內(nèi)存在腸肝軸，當(dāng)腸道菌群失衡時(shí)，腸道菌群可以進(jìn)入肝臟。然后，細(xì)菌LPS可以誘導(dǎo)肝細(xì)胞的焦亡。此外，肝臟炎癥已被證實(shí)與肝硬化、感染誘發(fā)的肝纖維化(LF)和HCC發(fā)展過程中的焦亡有關(guān)。因此，焦亡在肝臟疾病的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。
1. GAS5通過miR-28a-5p/MARCH7/NLRP3軸介導(dǎo)的焦亡保護(hù)非酒精性脂肪肝
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)以肝臟脂肪變性、炎癥和胰島素抵抗為特征。長鏈非編碼RNA (lncRNA)調(diào)控的焦亡在NAFLD發(fā)展中的作用在很大程度上仍然未知。成都醫(yī)學(xué)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)院Wei Zhao團(tuán)隊(duì)使用體內(nèi)和體外模型研究NAFLD的發(fā)展是否受lncRNA生長停滯特異性轉(zhuǎn)錄物5(GAS5)/miR-28a-5p/膜相關(guān)環(huán)CH型指7(MARCH7)介導(dǎo)的焦亡的控制[1]。在NAFLD患者、高脂飲食(HFD)喂養(yǎng)小鼠和瘦素缺乏肥胖(Ob/Ob)小鼠的肝臟中，GAS5表達(dá)降低，而miR-28a-5p表達(dá)升高。在機(jī)制上，GAS5作為miR-28a-5p的海綿，miR-28a-5p在NAFLD發(fā)展過程中通過靶向E3連接酶MARCH7的3'非翻譯區(qū)來增強(qiáng)焦亡。MARCH7與nod樣受體蛋白3(NLRP3)蛋白相互作用，導(dǎo)致NLRP3蛋白酶體降解以抑制焦亡(圖1)。GAS5/miR-28a-5p/MARCH7/NLRP3軸在NAFLD的進(jìn)展中起重要作用，它可能是NAFLD的生物標(biāo)志物。
圖1 MARCH7作為NLRP3的E3連接酶
2. Gasdermin-E依賴性非典型焦亡通過促進(jìn)CPS1去ISG化和降解促進(jìn)藥物引起的肝衰竭
藥物性肝損傷(DILI)是一個(gè)重要的全球健康問題，具有很高的發(fā)病和死亡風(fēng)險(xiǎn)。DILI的一個(gè)常見原因是對(duì)乙酰氨基酚(APAP)過量。GSDME是一種誘導(dǎo)非典型焦亡的效應(yīng)蛋白。第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院藥理學(xué)系Pei Wang團(tuán)隊(duì)報(bào)道了APAP-DILI小鼠和患者肝組織中GSDME的激活[2]。在小鼠中，敲除GSDME可以保護(hù)它們免受APAP-DILI的傷害。肝細(xì)胞特異性GSDME修復(fù)小鼠重現(xiàn)APAP誘導(dǎo)的肝損傷。從機(jī)制上講，APAP暴露導(dǎo)致干擾素刺激的基因15(ISG15)的大量缺失，導(dǎo)致氨基甲酰基磷酸合成酶-1(CPS1)的去ISG化，通過K48連接的泛素化促進(jìn)其降解，導(dǎo)致氨清除功能障礙(圖2)。GSDME的缺失阻止了這些影響。延胡索酸二甲酯的延遲給藥抑制了GSDME的裂解，減輕了氨的積累，減輕了肝損傷。這一發(fā)現(xiàn)證明了GSDME在APAP-DILI中的作用，抑制GSDME可能是APAP-DILI的一種有希望的治療選擇。
圖2 GSDME依賴性焦亡在APAP相關(guān)DILI中作用的工作模型
3. 狄氏副擬桿菌可能通過調(diào)節(jié)腸道膽汁酸代謝和肝細(xì)胞焦亡來改善肝纖維化
狄氏副擬桿菌(P. distasonis)在人類健康中發(fā)揮著重要作用，包括糖尿病、癌癥和炎癥性腸病。四川大學(xué)華西醫(yī)院Fei Li團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)肝纖維化患者的P. distasonis減少，雄性小鼠服用P. distasonis可以改善硫代乙酰胺(TAA)和甲硫氨酸和膽堿缺乏(MCD)飲食誘導(dǎo)的肝纖維化[3]。施用P. distasonis還導(dǎo)致膽汁鹽水解酶(BSH)活性增加，抑制腸道法尼醇X受體(FXR)信號(hào)傳導(dǎo)(圖3)，并降低肝臟中的?；敲撗跄懰?TCDCA)水平。P. distasonis降低TCDCA后通過減少肝細(xì)胞線粒體通透性轉(zhuǎn)化(MPT)和Caspase-11焦亡來抑制肝臟星狀細(xì)胞激活，從而改善肝纖維化。雷公藤紅素是一種在小鼠體內(nèi)增加P. distasonis豐度的化合物，它促進(jìn)P. distasonis的生長，同時(shí)增加雄性小鼠膽汁酸排泄和改善肝纖維化。這些數(shù)據(jù)表明，補(bǔ)充P. distasonis可能是改善肝纖維化的一種有希望的方法。
圖3 P.distasonis通過增加BSH活性和抑制回腸FXR改善肝纖維化
參考文獻(xiàn)
[1]Chen T, Meng Y, Zhou Z, et al. GAS5 protects against nonalcoholic fatty liver disease via miR-28a-5p/MARCH7/NLRP3 axis-mediated pyroptosis. Cell Death Differ. 2023;30(7):1829-1848. (IF=12.4)
[2]Ouyang SX, Zhu JH, Cao Q, et al. Gasdermin-E-Dependent Non-Canonical Pyroptosis Promotes Drug-Induced Liver Failure by Promoting CPS1 deISGylation and Degradation. Adv Sci (Weinh). 2024;11(16):e2305715. (IF=15.1)
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云克隆不僅可提供多種肝臟疾病動(dòng)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。還具有多種肝臟疾病常用檢測(cè)指標(biāo)和焦亡相關(guān)蛋白檢測(cè)產(chǎn)品，可助力廣大科研工作者進(jìn)行肝臟疾病和焦亡相關(guān)研究。
肝纖維化(HF)小鼠模型
建模方法：
按5ml/kg體重皮下注射體積分?jǐn)?shù)為20%CCl4的油劑溶液（CCl4：橄欖油 =1:4）, 每3天1次，連續(xù)6周。對(duì)照組動(dòng)物皮下注射等量等次的橄欖油溶劑。正常飲食飼養(yǎng)，觀察動(dòng)物活動(dòng)、精神狀況和飲食量 , 實(shí)驗(yàn)前后稱量小鼠體重。
完成持續(xù)給藥6周后，稱體重，麻醉小鼠，摘眼球取血，室溫靜置2h后于4℃， 3000r離心10分鐘提取血清，放入-80℃冰箱凍存。同時(shí)取肝左葉組織 1.5cm×1cm×0.2cm 于 10% 中性福爾馬林中固定，石蠟包埋；其余肝組織液氮或者-80℃冷凍保存。
肝缺血(HI)小鼠模型
建模方法：
1. 小鼠術(shù)前12h禁食，自由飲水。
2. 麻醉小鼠，麻醉成功后將小鼠平躺在手術(shù)臺(tái)上膠帶固定四肢，將小鼠腹部術(shù)去毛，用碘酒和75％乙醇術(shù)區(qū)消毒。
3. 取腹正中切口 1cm，打開腹腔，小心分離出肝臟供血的門靜脈和肝動(dòng)脈。
4. 用無創(chuàng)血管夾夾閉門靜脈和肝動(dòng)脈，0.5min 后，肉眼可見阻斷葉明顯變白，說明阻斷成功，用止血鉗夾閉皮膚切口臨時(shí)關(guān)閉腹腔，同時(shí)將小鼠放在37℃恒溫加熱墊上保溫。
5. 完成持續(xù)缺血60min后，重新打開腹腔，迅速取出血管夾，恢復(fù)缺血肝血流，0.5min左右可見缺血區(qū)肝臟由白色逐漸恢復(fù)為鮮紅色表明再灌注成功，逐層縫合腹腔肌肉和皮膚關(guān)閉腹腔，完成手術(shù)。待小鼠清醒后放回飼養(yǎng)室飼養(yǎng)，密切關(guān)注小鼠的狀態(tài)及生存狀況并做好記錄。
