缺氧条件下Srebf与Runx3调控肝脏HMG-CoA还原酶表达及细胞内胆固醇代谢的分子机制

本研究揭示了缺氧条件下转录因子Srebf和Runx3通过调控HMG-CoA还原酶（Hmgcr）表达影响胆固醇代谢的新机制。通过自发高血压大鼠（SHR）模型和体外实验，发现缺氧诱导的Hif-1α通过差异调控Srebf（抑制）和Runx3（激活）结合Hmgcr启动子区域，为心血管疾病（CVDs）的胆固醇稳态失衡提供新见解。

　　

引言

胆固醇作为细胞膜结构和类固醇激素前体，其合成受3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（Hmgcr）限速调控。缺氧作为心血管疾病（CVDs）的关键病理因素，通过低氧诱导因子（Hif-1α）影响脂代谢，但Hmgcr的转录调控机制尚不明确。本研究以自发高血压大鼠（SHR）和京都大鼠（WKY）为模型，结合体外实验，揭示缺氧条件下Hmgcr表达下调的分子机制。

材料与方法

动物模型：采用6-8周龄雄性SHR和WKY大鼠肝脏组织，通过qPCR和Western blot分析基因表达。
细胞实验：大鼠肝细胞（BRL 3A）和人肝癌细胞（HuH-7）在95%氩气/5% CO₂
条件下模拟缺氧，检测启动子活性（荧光素酶报告系统）、胆固醇水平（Filipin染色）及蛋白互作（染色质免疫沉淀，ChIP）。
生物信息学：通过GTEx和EMBL-EBI数据库分析基因表达相关性，LASAGNA等工具预测Hif-1α结合位点。

结果

Hif-1α与Hmgcr的负相关性：SHR肝脏中Hif-1α表达显著升高（~2.4倍，p<0.0001），而Hmgcr降低（~2.9倍，p<0.0001）。缺氧处理使BRL 3A细胞的Hmgcr启动子活性下降1.5倍（p<0.001），胆固醇水平减少，而Hif-1α敲除可逆转此效应。
转录因子调控网络：缺氧时Srebf表达下调（~2.7倍，p<0.0001），Runx3上调（~1.8倍，p<0.0001）。ChIP证实Hif-1α结合Srebf/Runx3启动子，其中Runx3结合亲和力更高（6.9倍 vs. Srebf的3.7倍，p<0.0001）。
启动子互作差异：Srebf在WKY-Hmgcr启动子的结合强于SHR（6.5倍 vs. 4.3倍，p<0.0001），而Runx3在SHR中结合更显著（6.7倍 vs. 5.2倍，p<0.0001）。

讨论

缺氧通过Hif-1α双重调控Srebf（抑制）和Runx3（激活），形成对Hmgcr的转录抑制网络。SHR中Hif-1α持续高表达可能导致胆固醇合成长期抑制，加剧心血管代谢异常。该发现为缺氧相关疾病（如动脉粥样硬化）的靶点治疗提供新思路。

结论

本研究首次阐明缺氧条件下Hif-1α-Srebf/Runx3轴通过差异结合Hmgcr启动子调控胆固醇合成的分子机制，为代谢紊乱疾病的干预策略奠定理论基础。