TM7SF3 控制 TEAD1 剪接从而预防 MASH 诱导的肝纤维化

2024-08-13 Tue
背景介绍在现代社会中，代谢功能失调相关脂肪肝病（MASLD，previously NAFLD）是一种常见且严重的慢性肝脏疾病。然而，现有对其病理机制的了解还不完全，包括其进展至代谢功能失调相关脂肪性肝炎（MASH）、肝纤维化及其实质病态生理过程。肝纤维化是MASH患者死亡及肝脏不良事件的主要预测因素，而其发生主要由于肝星状细胞（HSC）的激活。抑制HSC的激活对阻止和减少MASH的纤维化至关重要。
Hippo信号通路和TEAD1（transcriptional enhanced associate DNA-binding domain transcription factor 1）是现存研究发现与多种疾病如炎症、纤维化和癌症密切相关的因子。然而，TEAD1如何在肝星状细胞中扮演角色尚未有深入研究。本研究的重点是通过揭示一种核内七跨膜蛋白TM7SF3对TEAD1剪接的调控机制，探索其在防止MASH诱导的肝纤维化中的关键作用。
论文来源这项研究由加州大学圣地亚哥分校(UCSD)内分泌与代谢系的Roi Isaac、Gautam Bandyopadhyay、Theresa V. Rohm等人完成，并由Jerrold M. Olefsky教授指导。该研究发表于2024年5月7日的《Cell Metabolism》期刊上，文章的DOI为https://doi.org/10.1016/j.cmet.2024.04.003。
研究细节研究流程研究通过一系列实验步骤来探讨TM7SF3对HSC激活及肝纤维化的影响。主要流程如下：
1. 核蛋白TM7SF3的敲除实验
首先，研究团队通过使用TM7SF3敲除小鼠(KO mice) 和人类HSCs模型，重点研究了TM7SF3在HSC激活过程中的作用。通过定量PCR (qPCR) 测量敲除TM7SF3对HSCs中纤维化相关基因表达的影响。
2. TEAD1剪接机制探索
进一步的实验通过qPCR检测发现，TM7SF3的敲除会导致Hippo信号通路转录因子TEAD1的选择性剪接，从而生成一种更具活性的TEAD1缺失第五外显子（TEAD1ΔEx5）形式。
3. 抗剪接寡核苷酸 (ASO) 干预实验
研究还采用一种特定的反义寡核苷酸（ASO）来干扰TEAD1的替代剪接，结果显示，通过ASO抑制HSCs的激活，可以有效减少MASH饮食诱导的肝纤维化程度。
4. HSC-TM7SF3KO 模型实验
此外，研究使用一个HSC特异性TM7SF3敲除模型，通过交配TM7SF3 floxed mice与Lrat-Cre mice，进一步验证TM7SF3 特异性敲除对MASH诱导的肝纤维化的影响，通过肝组织检测观察到纤维化及炎症标志物显著增加。
主要研究结果1. TM7SF3敲除会导致HSC激活：在TM7SF3敲除小鼠和人类HSCs中，明显观察到纤维化相关基因如TGFβ1、Col1A1、TIMP1和MCP1的表达显著增加，这表明TM7SF3在抑制HSC激活及纤维化过程中起关键作用。
2. TEAD1的替代剪接机制： TM7SF3通过与RNA结合蛋白hnRNP（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein U）相互作用，抑制其将TEAD1前mRNA剪接为活性更强的TEAD1ΔEx5形式。
3. 抗剪接干预显效：使用特定的ASO抑制TEAD1剪接，能够有效降低HSCs激活水平，并在体外和体内模型中显著减少MASH状态下的肝纤维化。这展示了ASO在治疗MASH相关纤维化中的潜在应用价值。
4. 纤维化及炎症标志物增加： 在HSC-TM7SF3KO小鼠及MASH模型中，观察到纤维化及炎症标志物显著升高，同时血清转氨酶水平也有所增加，进一步验证了TM7SF3在抑制MASH相关肝纤维化中的重要作用。
研究的科学价值与应用价值科学价值
这项研究首次揭示了TM7SF3作为一个核内蛋白，通过调控TEAD1的替代剪接，在抑制HSCs激活及防止MASH诱导的肝纤维化中的关键作用。拓展了对Hippo信号通路在肝星状细胞中的作用及调控机制的新认识。
应用价值
使用特定ASO干预TM7SF3的作用，从而抑制TEAD1剪接表现出强大的抗HSC激活及抗纤维化效应。为MASH相关纤维化的治疗提供了新的潜在靶点，ASO56的长效版本可能在慢性疾病治疗中具有极大应用前景。
研究亮点1. 新机制揭示： 研究首次发现了TM7SF3通过抑制hnRNP U对TEAD1的替代剪接，在防止肝纤维化中起关键作用。
2. ASO分析： 特草剪接干预药物（ASO）在体内外试验中的卓越表现，展示了其在MASH相关肝纤维化治疗中的极大潜力。
3. 动物模型验证： 通过各种遗传模型及膳食诱导的动物实验，进一步验证了TM7SF3在肝纤维化发展中的特异作用。
结论这项研究提出了一种全新的TM7SF3-HNRNPU-TEAD1信号机制，通过调控TEAD1剪接在肝星状细胞激活和MASH相关纤维化发展中的作用，尤其是通过使用特定的ASO进行干预展现了其在抑制HSC活化及纤维化治疗中的潜在应用，为慢性肝病的治疗提供了新的解决方案。
研究虽然在不同模型中表现出色，但未来仍需更多临床实验以验证这些机制在人类治疗中的实际效果。这项发现有可能为未来肝纤维化尤其是MASH的治疗开辟新的道路。