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中山大学发文《Advanced Science》报道非酒精性脂肪肝治疗新靶点

【字体: 时间:2020年05月20日 来源:

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  这篇文章发现了TMEM16A参与的CaCC上调是NAFLD形成的重要机制,为寻找NAFLD治疗靶点提供新的思路和实验室依据。

非酒精性脂肪肝(Nonalcoholic fatty liver,NAFLD)是一种以弥漫性肝细胞肥大和大疱性脂肪变性为特征的代谢性疾病。患者无过度饮酒史,症状包括单纯性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎、非酒精性脂肪肝纤维化、肝硬化等。高热量的不健康饮食结构,血脂异常、肥胖、糖耐量异常、胰岛素抵抗等遗传代谢紊乱,使NAFLD越来越普遍,已成为现代最常见的慢性肝病。

NAFLD以肝脏脂质沉积、胰岛素抵抗和炎症反应为特征,伴有肝脏葡萄糖代谢紊乱。值得注意的是,肝脏葡萄糖代谢紊乱反过来又会进一步加重NAFLD的发展。因此,维持正常的糖、脂代谢平衡是防治NAFLD的重要策略。但在目前NAFLD的发病过程中,糖、脂代谢异常的机制尚不清楚,临床上也没有有效的治疗靶点。因此,有必要进行深入的研究。

肝脏作为体内的中枢代谢器官,在糖、脂、蛋白质等营养物质的代谢中起着重要作用。在葡萄糖代谢中,当血糖浓度升高时,肝脏利用葡萄糖合成糖原。过多的糖原通过戊糖磷酸循环转化为甘油三酯,从而降低血糖浓度,保持血糖浓度的相对稳定。相反,当血糖浓度降低时,肝脏的糖原分解和糖异生作用增强,葡萄糖生成并输入血液,从而调节血糖浓度,保持血糖浓度的相对稳定。在脂质代谢的调节中,主要参与脂肪酸的氧化、脂肪的形成以及脂蛋白的吸收和分泌。

中山大学中山医学院周家国教授课题组长期致力于氯通道信号通路的生理功能研究,此前,他们已经证明氯通道与多种代谢性疾病发生发展密切相关。课题组梁思佳研究员发现Ca2 +激活Cl−通道(CaCC)的重要组件,TMEM16A,在肝脏中表达,且表达量很高,有意思的是,不论是高脂饮食诱导还是体外棕榈酸刺激都能增加肝细胞TMEM16A表达以及CaCC电流幅度。投喂高脂饮食的小鼠在32周开始肝脏TMEM16A表达逐渐升高。同时,非酒精性脂肪肝患者肝组织mRNA检测证实,TMEM16A的表达升高明显与脂肪肝有关,TMEM16A蛋白也与NAFLD严重程度呈正相关。


 

肝细胞特异性TMEM16A的缺失改善了肥胖和胰岛素抵抗

他们委托赛业生物(Cyagen)创建了肝脏特异性TMEM16A缺失小鼠(TMLKO),并投喂高脂肪饮食,结果小鼠体重与普通饮食组无差异 。与未缺失TMEM16A但投喂高脂肪饮食的小鼠相比,TMLKO小鼠的空腹血糖和胰岛素抵抗指数都低,在糖耐试验中表现较好。

反过来,构建过表达TMEM16A转基因小鼠(TMLTg)则恶化了脂肪肝诱导的肥胖和胰岛素抵抗。PET/CT比较TMLKO和TMLTg小鼠的肝脏糖摄取,研究发现,尽管被投喂了高脂食物,TMLKO小鼠18氟脱氧葡萄糖(FDG)的增加比未敲除TMEM16A的对照组多,相反,TMLTg小鼠的18-FDG摄取和肝脏代谢活性都下降了。糖原异生酶mRNA表达分析显示,TMEM16A过表达虽然抑制了GSK3β和FOXO1磷酸化,但是增强了糖原异生相关酶mRNA的表达。

进一步调查TMEM16A表达导致脂肪肝的深层机理

因为TMEM16A和GLUT2定位在微囊泡中,研究人员重点检测了囊泡相关膜蛋白(VAMPs),发现与VAMP1相比,肝脏特异性地表达VAMP2、3和8,其中VAMP8 mRNA的含量分别是VAMP2和VAMP3的10.9倍和8.2倍。TMEM16A缺陷逆转了VAMP3的表达减少,但对VAMP2的表达没有影响。TMEM16A过表达对VAMP3的影响能够被蛋白酶体抑制剂MG132阻断,但不能受到氯喹(溶酶体阻断剂)影响。通过使用蛋白质合成抑制剂(环己酰亚胺)能够有效挽救TMEM16A缺失和过表达对VAMP3的影响,说明TMEM16A抑制VAMP3表达是通过蛋白酶体依赖途径促进VAMP3降解实现的。免疫沉淀分析也从侧面证实,TMEM16A与VAMP3、syntaxin 4和SNAP23共沉淀,但不与VAMP2或VAMP8共沉淀。

VAMP3参与了TMEM16A介导的葡萄糖转运蛋白2(GLUT2)转位

鉴于VAMP3对肝细胞TMEM16A行使功能的作用,研究人员专门比较了TMLKO和TMLTg 小鼠敲除VAMP3的影响。结果显示,VAMP3缺失显著增加了脂肪积累,TMLKO和TMFlox小鼠肝细胞胆固醇和甘油三酯显著升高,相反,TMEM16A过表达带来的脂质沉积却得到了缓解。

与用Ad-Lacz处理的TMEM16A缺陷肝细胞相比,VAMP3干扰(AdshVAMP3)腺病毒会减弱被TMEM16A缺失诱导的IRS1-GSK3β轴的激活。相反,VAMP3上调则会影响TMEM16A过表达对IRS1-GSK3β轴的抑制作用。此外,在TMEM16A有缺陷的肝细胞中,敲除VAMP3拯救了被TMEM16A抑制的p65磷酸化和TLR4的表达。VAMP3过表达(AdVAMP3)腺病毒抑制了TMLTg肝细胞中更显著的p65磷酸化和TLR4表达。

这篇文章发现了TMEM16A参与的CaCC上调是NAFLD形成的重要机制,为寻找NAFLD治疗靶点提供新的思路和实验室依据。

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原文检索:Hepatocyte TMEM16A Deletion Retards NAFLD Progression by Ameliorating Hepatic Glucose Metabolic Disorder

(生物通:伍松)

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