TM7SF3 は TEAD1 のスプライシングを制御して MASH 誘発性肝線維症を防ぎます

2024-08-13 Tue
背景紹介現代社会において、代謝機能失調関連脂肪肝病（MASLD、以前はNAFLD）は一般的かつ深刻な慢性肝疾患である。しかし、現行の病理メカニズムの理解は不完全で、特に代謝機能失調関連脂肪性肝炎（MASH）や肝線維化への進行、及び実質的な病態生理過程については不明点が多い。肝線維化はMASH患者の死亡および肝の不良イベントの主要な予測因子であり、その発生は主に肝星状細胞（HSC）の活性化によるものである。HSCの活性化を抑制することはMASHの線維化を防止し減少させるために極めて重要である。
Hippoシグナル経路とTEAD1（transcriptional enhanced associate DNA-binding domain transcription factor 1）は、既存の研究で炎症、線維化、がんなどの多種の疾患と密接に関連する因子として特定されている。しかし、TEAD1が肝星状細胞でどのように役割を果たすかについてはまだ十分な研究が行われていない。本研究は、核内七回膜タンパクTM7SF3がTEAD1スプライシングをどのように調節しているかを明らかにし、その結果MASH誘導の肝線維化を防止する上での鍵となる役割を探求することに焦点を当てている。
論文の出典この研究はカリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）の内分泌・代謝学科のRoi Isaac、Gautam Bandyopadhyay、Theresa V. Rohmらによって行われ、Jerrold M. Olefsky教授の指導のもとで進められた。この研究は2024年5月7日の《Cell Metabolism》誌に発表され、論文のDOIはhttps://doi.org/10.1016/j.cmet.2024.04.003である。
研究の詳細研究プロセス研究は一連の実験手順を通じてTM7SF3がHSC活性化および肝線維化に及ぼす影響を探求した。主なプロセスは以下の通りである：
1. 核蛋白TM7SF3のノックアウト実験
まず、研究チームはTM7SF3ノックアウトマウス（KOマウス）とヒトHSCsモデルを用い、TM7SF3がHSC活性化プロセスにおいてどのような役割を果たしているかを研究した。定量PCR（qPCR）を用いてTM7SF3をノックアウトしたHSCsにおける線維化関連遺伝子の発現への影響を測定した。
2. TEAD1スプライシングメカニズムの探求
さらに、qPCRによる実験で、TM7SF3のノックアウトがHippoシグナル経路転写因子TEAD1の選択的スプライシングを引き起こし、さらに活性の高いTEAD1第五エクソン欠失型（TEAD1ΔEx5）を生成することが発見された。
3. スプライシング抑制オリゴヌクレオチド（ASO）介入実験
研究では、TEAD1の代替スプライシングを干渉する特定のアンチセンスオリゴヌクレオチド（ASO）を用い、これによりHSCsの活性化を抑制し、MASHダイエット誘導の肝線維化の程度を効果的に減少させることができることを示した。
4. HSC-TM7SF3KOモデル実験
さらに、研究はHSC特異的なTM7SF3ノックアウトモデルを使用し、TM7SF3 floxed miceとLrat-Cre miceを掛け合わせることで、MASH誘導の肝線維化に対するTM7SF3特異的ノックアウトの影響を検証した。肝組織の検査で線維化と炎症のマーカーが顕著に増加していることが観察された。
主な研究結果1. TM7SF3ノックアウトがHSC活性化を引き起こす： TM7SF3ノックアウトマウスとヒトHSCsで、明らかにTGFβ1、Col1A1、TIMP1、MCP1といった線維化関連遺伝子の発現が著しく増加していることが観察され、TM7SF3がHSC活性化及び線維化プロセスを抑制する上で鍵となる役割を果たしていることが示唆された。
2. TEAD1の代替スプライシングメカニズム： TM7SF3はRNA結合蛋白hnRNP（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein U）と相互作用し、TEAD1前mRNAをより活性の高いTEAD1ΔEx5形式にスプライスするのを抑制している。
3. スプライシング干渉の効果： 特定のASOを使用しTEAD1スプライシングを抑制することで、HSCsの活性化レベルを効果的に低下させ、体外及び体内モデルでMASH状況下での肝線維化を著しく減少させた。これにより、ASOはMASH関連線維化の治療において潜在的応用価値があることが示された。
4. 纤维化及び炎症マーカーの増加： HSC-TM7SF3KOマウスおよびMASHモデルで、線維化および炎症マーカーが著しく増加し、同時に血清トランスアミナーゼレベルも増加したことが確認され、TM7SF3がMASH関連肝線維化の抑制において重要な役割を担っていることが裏付けられた。
研究の科学的価値と応用価値科学的価値
この研究は初めて、TM7SF3が核内タンパクとしてTEAD1の代替スプライシングを調節することで、HSCs活性化抑制及びMASH誘導の肝線維化防止において重要な役割を果たしていることを明らかにした。Hippoシグナル経路が肝星状細胞の中でどのように作用し、制御されるかについての新しい知見を広げた。
応用価値
特定ASOを用いてTM7SF3の作用を阻害することで、TEAD1スプライシングを抑制し強力な抗HSC活性化及び抗線維化効果を示した。MASH関連線維化の治療に新たな潜在的ターゲットを提供し、ASO56の長期作用バージョンは慢性疾患治療において非常に大きな応用の可能性を持つ。
研究のハイライト1. 新機構の解明： TM7SF3がhnRNP Uを抑制してTEAD1の代替スプライシングを制御し、肝線維化を防ぐ上で重要な役割を果たすことを初めて発見。
2. ASO分析： スプライシング干渉薬（ASO）が体内外試験で優れた性能を示し、MASH関連肝線維化治療における大きな潜在力を示した。
3. 動物モデルの検証： 様々な遺伝子モデル及びダイエット誘導の動物実験を通じてTM7SF3が肝線維化の進展において特異的役割を果たすことを検証した。
結論この研究は、新しいTM7SF3-HNRNPU-TEAD1シグナルメカニズムを提案し、TEAD1スプライシングを調整することで肝星状細胞活性化及びMASH関連線維化の進展における役割を果たすことを示した。特に特定のASOを使用した介入によってそのHSC活性化抑制と線維化治療の中での潜在的応用を示し、慢性肝疾患の治療に新たな解決策を提供した。
研究は異なるモデルで優れた成果を示したが、将来的にはこれらのメカニズムが人間の治療において実際に効果を持つかどうかを確認するためのさらなる臨床試験が必要である。この発見は将来の肝線維化、特にMASHの治療に新たな道を開く可能性がある。