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戏说美脂LipidTalk-18:LECT2-Tie1参与肝纤维化

已有 1842 次阅读 2020-2-15 10:30 |系统分类:科普集锦

朱厅厅,张林强

1.     文章来源介绍

南方医科大学周伟杰教授团队于2019829日在Cell杂志上在线发表了题为LECT2, a Ligand for Tie1, Plays a Crucial Role in Liver Fibrogenesis的文章,该研究为Tie1 (tyrosine kinase with immunoglobulin and epidermal growth factor homology domains 1) 找到配体LECT2 (leukocyte cell-derived chemotaxin 2), 并深入探讨了LECT2-Tie1信号通路在肝纤维化进程中的重要作用机制。

 

2. 研究背景及科学问题

肝脏疾病严重威胁着人类健康,其中大部分是慢性肝病。慢性肝病的特点是炎症和不断进展的纤维化。当肝脏在毒素、酒精、肝炎病毒、免疫失调等情况下受损时会产生生理性修复反应试图维持正常组织功能,但持续的病理刺激使得修复失衡导致肝纤维化,最终表现为细胞功能失常、组织结构受损、乃至致死性器官功能衰竭。进行性肝纤维化发展为肝硬化、最终导致肝癌,针对肝纤维化发生发展机制及其治疗方法的研究或许能为大部分肝脏疾病带来希望[1]。但目前世界上尚无有效药物来治疗肝纤维化。以往研究表明,免疫球蛋白样表皮生长因子同源性(Tie)家族受体酪氨酸激酶Tie1Tie2调节血管生成,在参与很多人类疾病[2]。白细胞衍生趋化因子2LECT2参与多种病理过程,包括人类肝癌[3],但是LECT2在肝纤维化中作用及机制仍不清楚。因此这篇文章研究LECT2-Tie1信号通路在肝纤维化中的作用机理。

 

3. 重点技术方法

该研究首先检测LECT2在人肝纤维化临床样本表达,进而构建LECT2转基因小鼠进行表型验证,生化实验探究LECT2/Tie1相互作用参与肝纤维化过程,RNA-seq发现PPARs信号通路可能在LECT2调节的肝纤维化中有着重要作用。

 

4. 重要发现

1) LECT2在肝纤维化中表达上升且促进肝纤维化

作者首先检测LECT2在肝脏疾病临床样本中的表达情况,发现LECT2在肝纤维化中显著高表达,作为分泌蛋白,LECT2在肝脏疾病患者血液中的含量也显著提高。同时CCL4注射诱导的肝纤维化小鼠模型中,LECT2在肝细胞中的表达及血液中的含量均是上升的,提示LECT2在肝纤维化中有重要作用。接下来作者通过注射慢病毒的方式在小鼠中过表达LECT2,经天狼星红染色发现LECT2过表达小鼠肝脏中胶原蛋白沉积加重,提示肝纤维化过程加重,反之,LECT2的敲除会使得CCL4诱导肝纤维化得到改善。这一部分实验发现LECT2在肝纤维化中高表达,通过构建过表达和敲除小鼠模型,在动物水平证明LECT2促进肝纤维化的发生发展。

 

2) LECT2/Tie1相互作用参与肝纤维化过程

以往的研究结果提示Tie1可能是LECT2的相互作用蛋白,为了探究LECT2在肝纤维化中的作用机理,作者通过共定位实验发现不管是人的样本还是小鼠样本,在肝硬化的情况下,Tie1LECT2都有相同的定位。结合免疫共沉淀的实验,对不同结构域的分析,构建截短体等手段发现LECT2确实可以与Tie1的多重结构域相互作用,这些结果表明LECT2直接与Tie1相互作用,提示LECT2Tie1的功能性配体。为了探究LECT2Tie1Tie2之间扮演着什么样的作用,通过免疫共沉淀实验发现LECT2会抑制Tie1/Tie2的结合,进一步的实验证明LECT2能与Tie1但不能与Tie2相互作用, LECT2/Tie1调节内皮细胞的功能进而参与肝纤维化过程。这些实验结果提示LECT2/Tie1相互作用能影响Tie1/Tie2相互作用,LECT2/Tie1相互作用在肝纤维化中是很重要的。

 

3) LECT2调节PPAR信号通路参与肝纤维化

为了探究LECT2是通过什么信号通路参与肝纤维化过程,作者对LECT2敲除小鼠和对照组小鼠进行了RNA-seq实验,结果发现PPARs信号通路可能在LECT2调节的肝纤维化中有着重要作用。具体来说就是LECT2/Tie1相互作用能激活PPAR信号通路,继而引起下游效应。同时也发现PPARs中的PPARγ影响着LECT2的功能行使,当用抑制剂抑制PPARγ的功能之后,LECT2导致的效应则得到显著的逆转。鉴于LECT2在肝纤维化的重要作用,该研究也通过腺相关病毒(AAV9-LECT2-shRNA以及AAV9-Ctrl-shRNA)注射C57BL/6小鼠,接下来再进行CCI4的注射来诱导肝纤维化,发现转染LECT2-shRNA小鼠中肝纤维化程度得到显著的改善,同时在AAV9-LECT2 shRNA感染小鼠中还观察到门脉血管生成增加和窦性毛细血管减少,进一步发现AAV9-LECT2 shRNA还可以阻止已经形成的肝纤维化进一步扩增。这些结果表明LECT2水平不仅可以作为肝纤维化的潜在诊断标志物,更为重要的是,LECT2可作为肝纤维化的潜在治疗靶标。

 

5. 对领域贡献

该研究发现LECT2在肝纤维化中表达上升,揭示了LECT2-Tie1信号通路在肝纤维化进程中的作用机制。LECT2在肝纤维化患者血液中含量上升,同时还发现血清中的LECT2水平与肝硬化的临床分级高度相关,这些结果表明血清中LECT2水平可能是筛选和诊断肝纤维化的潜在标志物。该研究为我们提供了新的肝纤维化、肝硬化血液诊断分子标志物和肝纤维化肝硬化干预治疗靶标。

 

6. 存在问题及分析

肝脏疾病在世界范围内越来越常见,对人类健康造成巨大威胁,本研究虽然发现LECT2在肝纤维化中有着重要生理作用,该研究中人临床样本数量对于在药物筛选和未来作为人临床药物治疗靶点上是一个挑战。另一个存在的问题就是,本研究仅在肝纤维化中做了实验探究,LECT2在后续肝硬化甚至是肝癌中扮演的是怎样的一个角色?另外,作为一个分泌蛋白,LECT2其在细胞内和细胞外分别行使怎样的生理过程?这些问题还需要进一步的研究。

 

 

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009286741930786X

 

 参考文献:

1.     Lim, Y.S. and W.R. Kim, The Global Impact of Hepatic Fibrosis and End-Stage Liver Disease. Clinics in Liver Disease, 2008. 12(4): 733-746.

2.     Augustin, H.G., et al., Control of vascular morphogenesis and homeostasis through the angiopoietin - Tie system. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2009. 10(3): 165-177.

3.     Ong, H.T., et al., The tumor suppressor function of LECT2 in human hepatocellular carcinoma makes it a potential therapeutic target. Cancer Gene Therapy, 2011. 18(6): 399-406.


“戏说美脂LipidTalk”

实验室成员做的文献解读。

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