PROM2通过激活NLRP3炎症小体和肝细胞焦亡加剧四氯化碳诱导的肝纤维化

《Cellular and Molecular Life Sciences》：PROM2 exacerbates CCl4-Induced liver fibrosis via NLRP3 inflammasome activation and hepatocyte pyroptosis

本研究揭示了PROM2在肝纤维化中的关键作用。研究人员通过转录组学分析和体内模型证实PROM2通过激活NLRP3炎症小体通路和促进上皮-间质转化(EMT)加剧肝纤维化进程。研究发现PROM2缺失可显著减轻肝脏炎症和纤维化，而NLRP3基因敲除可消除PROM2的促纤维化效应，表明PROM2-NLRP3轴是肝纤维化治疗的潜在新靶点。

肝纤维化作为一种进行性肝脏疾病，影响着全球近8亿人，每年导致约200万人死亡。这种疾病是慢性肝损伤后的修复过程异常，表现为细胞外基质过度沉积和纤维瘢痕形成。目前除了肝移植外，尚无有效的治疗方法，这使得探索肝纤维化的分子机制成为当务之急。

近年来研究发现，上皮-间质转化(EMT)是连接纤维化和肿瘤进展的关键机制。在这一过程中，上皮细胞失去极性，获得成纤维细胞样表型，表达间质标志物，从而获得迁移和侵袭能力。同时，纤维化和上皮性肿瘤在细胞和分子水平上具有重叠特征，包括转化生长因子-β(TGF-β)过度产生、氧化应激增加和细胞衰老失调等。

prominin家族蛋白PROM2作为一种五跨膜糖蛋白，主要在上皮细胞中表达，参与膜组织和囊泡运输。先前研究表明PROM2在多种癌症中高表达，通过促进铁死亡抵抗和EMT促进肿瘤发生和转移。然而，PROM2在肝纤维化中的作用尚不清楚。

重庆医科大学的研究团队在《Cellular and Molecular Life Sciences》上发表的最新研究，首次揭示了PROM2通过NLRP3炎症小体激活和肝细胞焦亡加剧肝纤维化的新机制。这项研究不仅深化了我们对肝纤维化发病机制的理解，还为开发新的治疗策略提供了潜在靶点。

研究人员主要运用了转录组学数据分析、小鼠肝纤维化模型构建、基因敲除和过表达技术、组织病理学分析、蛋白质免疫印迹、免疫组织化学和免疫荧光等技术方法。其中人类样本数据来自GEO数据库的多个人肝纤维化数据集，小鼠实验采用C57BL/6J野生型和NLRP3基因敲除鼠。

PROM2在纤维化患者和小鼠中表达上调

研究人员通过分析GEO数据库中的转录组数据发现，PROM2 mRNA在肝炎和肝硬化患者的肝组织中显著上调。在四氯化碳(CCI₄)诱导的小鼠肝纤维化模型中，也观察到PROM2在mRNA和蛋白水平的显著增加。单细胞RNA测序分析显示，PROM2主要表达在胆管细胞中，而在肝细胞和其他非实质细胞中表达较低。这些结果表明PROM2在肝纤维化发展中可能发挥重要作用。

PROM2与纤维化和EMT标志物相关

进一步分析显示，肝组织中PROM2转录水平与纤维化相关基因(COL1A2、COL3A1、COL4A1和COL5A1)呈显著正相关。同时，PROM2表达与NLRP3通路激活正相关，而NLRP3表达又与EMT标志基因(CDH1、SNAI1、VIM和CDH2)正相关。免疫荧光双标染色证实了PROM2和NLRP3在纤维化区域共定位，支持了二者在炎症小体介导的纤维化中的空间联系。

PROM2敲减减轻CCI₄诱导的炎症反应和EMT

研究人员成功构建了PROM2敲减(KD)小鼠模型，发现PROM2缺失显著降低了促炎细胞因子TNF-α、IL-6、CCL2和CXCL1的水平，减少了中性粒细胞和巨噬细胞的肝脏浸润。Western blot结果显示NLRP3信号通路被抑制，NLRP3、ASC、caspase-1和IL-1β表达下降。同时，EMT相关通路也受到抑制，表现为E-钙黏蛋白表达增加，Vimentin、Snail和Slug表达减少。

PROM2敲减轻CCI₄诱导的小鼠肝纤维化

PROM2敲减小鼠在CCI₄处理后血清ALT和AST水平显著降低。组织学分析显示肝脏炎症和细胞外基质沉积明显减轻，胶原沉积减少，α-SMA阳性细胞减少，肝脏羟脯氨酸积累下降。纤维化相关基因(α-SMA、Col1a1、TGF-β和TIMP-1)表达也显著下调。

PROM2过表达促进CCI₄诱导的炎症反应和EMT

相反，PROM2过表达加剧了肝脏炎症反应，增加了促炎细胞因子水平和炎性细胞浸润。NLRP3信号通路被激活，EMT进程加速，表现为E-钙黏蛋白下降，Vimentin、Snail和Slug表达上升。

PROM2过表达促进CCI₄诱导的小鼠肝纤维化

PROM2过表达导致血清ALT和AST水平升高，肝脏炎症和胶原沉积加重，肝星状细胞活化增强，纤维化相关基因表达上调。

NLRP3缺失消除PROM2加重的肝脏炎症反应和EMT

在NLRP3基因敲除小鼠中，PROM2过表达无法诱导ASC、caspase-1和IL-1β的激活。促炎细胞因子水平和炎性细胞浸润也未见增加。同时，NLRP3缺失逆转了PROM2对EMT标志物的影响，恢复了E-钙黏蛋白表达，降低了Vimentin、Snail和Slug水平。

NLRP3缺失消除PROM2加重的肝纤维化

NLRP3基因敲除显著降低了PROM2过表达引起的血清ALT和AST升高，减轻了肝脏炎症和胶原沉积，减少了肝星状细胞活化和羟脯氨酸积累，并下调了纤维化相关基因表达。

研究结论表明，EMT是慢性纤维化疾病的关键病理机制，而NLRP3炎症小体的过度激活可导致肝细胞不可逆的焦亡，引发严重的肝内炎症反应和持续的纤维化改变。PROM2通过同时促进EMT和炎症小体介导的焦亡，加剧肝纤维化发生发展。值得注意的是，在NLRP3缺陷小鼠中，PROM2过表达无法诱导炎症、EMT或纤维化，表明PROM2的促纤维化作用是通过NLRP3信号传导的。

这项研究的创新之处在于首次揭示了PROM2在肝纤维化中的关键作用，并阐明了其通过NLRP3炎症小体激活和EMT促进纤维化的双重机制。这不仅深化了我们对肝纤维化分子机制的理解，还为开发针对PROM2的治疗策略提供了理论依据。尽管CCI₄模型与人类疾病存在差异，但结合人类纤维化肝脏数据集的分析增强了结果的可靠性。未来研究需要在不同病因的肝纤维化模型中验证这些发现，并进一步探索PROM2调控NLRP3和EMT的具体分子机制。

总之，这项研究确立了PROM2-NLRP3轴在肝纤维化中的关键地位，为这一严重健康问题的治疗提供了新的潜在靶点。随着进一步的研究，针对这一通路的干预策略可能为肝纤维化患者带来新的希望。