靶向SH3RF2-ACLY轴对NAFLD的治疗作用研究

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非酒精性脂肪肝疾病(Nonalcoholic Fatty Liver Disease,NAFLD)是一种以肝脏内脂肪过度堆积为特征的代谢性疾病,其发病率逐年上升。现有的临床数据显示,中国每三个人中就接近有一个人患有该病。目前,NAFLD尚无有效的临床治疗手段,缺乏特异性药物,仅有针对性的生活方式改变、减重和肝脏移植的方法。深入研究NAFLD的致病机制,可以为NAFLD治疗提供科学依据,为相关治疗策略的研发提供潜在靶点。ACLY(ATP citrate lyase,ATP柠檬酸裂解酶)在ATP存在的条件下催化柠檬酸生成乙酰辅酶A和草酰乙酸。乙酰辅酶A可转化成丙二酰辅酶A和乙酰乙酰辅酶A从而进入脂肪酸和胆固醇合成通路。由此可见,ACLY是连接葡萄糖、脂肪酸和胆固醇代谢的关键酶,被认为是NAFLD治疗中极具吸引力的靶点。其中ACLY抑制剂Bem A已于2020年被FDA批准上市用于治疗胆固醇疾病。另外,SH3RF2(SH3 Domain Containing Ring Finger 2)是一个具有RING结构域的80KD左右的E3泛素连接酶,又名为POSHER,是SH3RF家族的一员。SH3RF2能够靶向ACLY,并导致其泛素化降解,从而减少乙酰辅酶A的生成,进而在高脂饮食诱导的小鼠NAFLD中减少脂肪酸和胆固醇的合成从而减缓NAFLD的进程。在本研究中我们将SH3RF2作为治疗靶点,通过靶向SH3RF2-ACLY轴来探索其治疗NAFLD的可能性。首先,我们构建了肝细胞特异性SH3RF2过表达的转基因小鼠(HTG),并从基因组和蛋白水平对其进行了鉴定。随后,我们构建了HFHC的NASH模型,我们发现与对照组小鼠相比,过表达SH3RF2并没达到减弱肝脂肪变性的效果。SH3RF2转基因小鼠的肝重、体重和肝体比与对照小鼠相比并无明显差异,血清肝损伤指标参数ALT、AST和ALP也不存在显著性差异。除此之外,血清中的甘油三酯、总胆固醇、脂蛋白含量也并没有变化,病理学实验H&E染色和油红O染色结果也显示过表达SH3RF2并没有改善HFHC饮食诱导的脂质堆积和减缓NAFLD进程。同时,我们采用HFD诱导NALFD的模型,我们发现肝细胞特异性过表达SH3RF2小鼠NAFLD表型与对照小鼠相比并不存在差异。这两个小鼠模型实验的结果提示过表达SH3RF2并不能改善高脂饮食诱导的NAFLD进程。我们的实验结果与前期研究中观察到的SH3RF2缺失导致ACLY升高从而增强肝脏内脂肪的从头合成和堆积的结果并不一致。因此,我们检测了小鼠模型中肝脏组织ACLY的蛋白表达水平。我们发现在过表达SH3RF2的小鼠中,ACLY蛋白表达确实降低,可见SH3RF2过表达导致的ACLY下调并没有改善NAFLD的进程。为了探究ACLY下调无法改善NAFLD的原因,我们对HFHC小鼠模型肝脏组织样品进行RNA-seq分析。我们发现乙酰辅酶A合成的另一条补偿通路ACSS2显著上调。ACSS2的表达上调可以增加乙酰辅酶A,可能代偿性地弥补了ACLY减少造成的乙酰辅酶A含量下降。综上所述,过表达SH3RF2能通过E3泛素连接酶的活性减少ACLY的表达量,但ACLY下调的同时乙酰辅酶A的补偿通路ACSS2表达上调。单纯的减少ACLY的表达含量可能并不适用于治疗NAFLD,后期关于NAFLD的治疗策略可能偏重于从ACLY的结构下手。我们可通过改变其四聚体构象,发生变构反应使其失去合成乙酰辅酶A的功能,从而减少乙酰辅酶A的含量达到下调肝脏内脂肪和胆固醇生成的目的。
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