TPL2在非酒精性脂肪肝病发生发展中的作用机制研究

发布时间：2020-08-02 18:18

【摘要】：随着人类社会经济的发展和生活水平的提高,饮食结构发生改变,非酒精性脂肪肝病(Non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)已经成为全世界范围内最常见的慢性肝病。非酒精性脂肪肝炎(Non-alcoholic steatohepatitis,NASH)作为NAFLD发展中的一个病变阶段,是促进肝脏脂肪变性发展为肝硬化、肝癌的重要一步,同时也是众多代谢性疾病及严重肝脏损伤的共同病理基础及核心机制。NASH主要表现为肝细胞内脂质堆积、慢性炎症、胰岛素抵抗以及肝功能异常,其发病原因涉及到遗传、代谢、环境以及生活方式等多种因素。目前医学界普遍认可的“二次打击学说”认为,在NAFLD的发展中肝脏脂质堆积、胰岛素抵抗、和炎症反应三者相互促进,形成恶性循环。因此寻找综合控制胰岛素抵抗、脂质堆积和炎症反应的关键靶点是防控NASH的有效途径。肿瘤进展位点2(Tumor progression locus 2,TPL2)是MAPK家族成员中重要的三级激酶,在多种疾病中通过促进ERK、JNK等信号发挥促进炎症反应,进而影响疾病的发展。近期有报道称TPL2还可以调节肥胖相关的胰岛素抵抗,然而,TPL2在NAFLD发展过程中调控肝细胞代谢和肝脏炎症的机制尚不清楚,本文着重探讨了 TPL2在NAFLD发生中的功能及其作用机制。首先,我们在患有脂肪肝的人和非人灵长类动物中发现,TPL2的表达在NAFLD患者及非人灵长类动物的肝脏组织中表达升高,并且这种升高趋于与NAFLD的发展呈正相关。其次,又在多种小鼠非酒精性脂肪肝模型和原代肝细胞非酒精性脂肪性肝炎体外模型中进一步验证了这种相关性。然后,我们分别构建了肝细胞特异性的TPL2敲除(TPL2 HKO)和过表达(TPL2HTG)小鼠。并用高脂饮食12周诱导NAFLD模型。我们发现与野生型同窝对照组小鼠相比,TPL2HKO后能够改善高脂饮食诱导的肥胖和胰岛素抵抗,纠正糖代谢紊乱,降低脂质在肝脏的堆积并改善肝功能,缓解慢性炎症症状;而TPL2 HTG小鼠则表现出相反的表型。在分子机制方面,我们将目标锁定在MAPK信号通路中,发现TPL2的变化直接影响到JNK信号通路的激活状态。进一步,TPL2通过其N端(1-145aa)结构域与其特异性底物MKK7相结合并将其磷酸化激活,进而激活下游JNK信号通路。为了确认TPL2-MKK7-JNK信号通路是否在NAFLD中发挥作用,我们对高脂喂养的TPL2 HTG小鼠及其野生型对照进行尾静脉注射干扰MKK7的腺病毒(AdshMKK7),发现干扰MKK7表达后,过表达TPL2对NAFLD的促进作用被抑制。进而在遗传性肥胖小鼠体内,注射干扰TPL2的腺病毒(AdshTPL2)后,小鼠的胰岛素抵抗,糖代谢紊乱和脂质堆积都得到了改善。我们的研究结果阐释了 TPL2通过直接结合并磷酸化MKK7进而激活JNK,增强HFD诱导的NAFLD的发生发展。综上所述,在肝细胞中,TPL2在调节慢性低度炎症引起的肝脏和全身代谢紊乱中起着重要的作用。肝细胞中的TPL2-MKK7-JNK信号通路是治疗NAFLD及相关代谢紊乱的理想药物靶点。我们的研究进一步完善了非酒精性脂肪肝病的发病机制,为预防和治疗NAFLD及相关代谢性疾病的药物开发提供了新的可行性方案。
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R575.5
【图文】：

内脂,发病机制,肝脏,酒精性脂肪肝

图１－１肝脏内脂屑的代谢调控（Ｈａｒｄｙ，邋Ｏａｋｌｅｙ邋ｅｔａｌ．，２０１６）逡逑酒精性脂肪肝的发病机制逡逑ＦＬＤ以肝细胞内脂肪过度沉积、炎症和肝功能异常为主要特征，

胰岛素受体,磷酸化,胰岛素受体底物,葡萄糖

胰岛素是调节体内葡萄糖和脂类代谢的关键信号分子，通过与胰岛素受体逡逑（Ｉｎｓｕｌｉｎ邋Ｒｅｃｅｐｔｏｒ）结合并将其磷酸化激活。之后的信号传递途径主要分成两个逡逑部分：ＰＩ３Ｋ－Ａｋｔ通路和Ｒａｓ－ＭＡＰＫ通路（见图１－邋３）。逡逑１）ＰＩ３Ｋ－Ａｋｔ通路激活的胰岛素受体进一步磷酸化激活胰岛素受体底物（ＩＲＳ）逡逑家族成员ＩＲＳ－１／２，进而激活下游的近端效应分子ＰＩ３Ｋ。ＰＩ３Ｋ磷酸化细胞膜上的逡逑ＰＩＰ形成ＰＩＰ３。ＰＩＰ３作为第二信使招募含有ＰＨ结构域的ｒｏＫｌ并将其激活，然逡逑后ＰＤＫ１招募丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶Ａｋｔ，使其磷酸化激活。激活后的Ａｋｔ通逡逑过磷酸化转录因子Ｆ０Ｘ０１，使其细胞质定位抑制其转录活性。被抑制的ＦＯＸ０１逡逑失去了对糖异生ＰＥＰＣＫ和葡萄糖６－磷酸酶（Ｇ６Ｐ）的转录调控作用。Ａｋｔ的另逡逑一个靶分子是ＧＳＫ３，它通过磷酸化糖原合成酶而抑制其活性，降低糖原合成的逡逑８逡逑

信号通路,激酶,细胞内,效应

（ＭＡＰＫＫＫ／ＭＡＰ３Ｋ）、ＭＡＰＫ邋激酶（ＭＡＰＫＫ／ＭＡＰ２Ｋ）、ＭＡＰＫ邋和邋ＭＡＰＫ邋激活蛋逡逑白激酶（ＭＡＰＫＡＰＫ））组成。每一个激酶家族可以磷酸化并激活下一个激酶家族逡逑（见图１－邋４）。更特异的是，导致ＭＡＰＫｓ激活需要ＭＡＰ２ＫＳ特异性的磷酸化逡逑ＭＡＰＫｓ上的丝氨酸苏氨酸残基；而引起ＭＡＰ２Ｋｓ磷酸化就需要ＭＡＰ３ＫＳ特异逡逑性的磷酸化ＭＡＰ２ＫＳ上的丝氨酸／苏氨酸残基。细胞中ＭＡＰＫｓ的有序激活受到逡逑ＭＡＰ３ＫＳ调控，ＭＡＰ３ＫＳ确保了剌激和细胞的特异性（Ｖｏｕｇｉｏｕｋａｌａｋｉ，Ｋａｎｅｌｌｉｓ邋ｅｔ逡逑ａｌ．，２０１１）。ＭＡＰＫ的底物包括ＭＡＰＫ－活化蛋白激酶（ＭＡＰＫＡＰＫ）家族，而逡逑ＭＡＰＫＡＰＫ家族包括核糖体－ｓ６激酶（ＲＳＫ１－４）、ＭＡＰＫ互作激酶（ＭＮＫ１和２）、逡逑丝裂原和应激激活的蛋白激酶（ＭＳＫ１和２）、ＭＡＰＫＡＰＫｓＭＡＰＫＡＰＫ－２（ＭＫ２）、逡逑ＭＡＰＫＡＰＫ－３邋（ＭＫ３）和邋ＭＡＰＫＡＰＫ－５邋（ＭＫ５）。在邋ＭＡＰＫｓ邋激活后，它们主要通过逡逑磷酸化靶蛋白引起细胞内的效应，进而改变目的蛋白的各种功能特征，如稳定性、逡逑ＤＮＡ结合、细胞内定位、蛋白－蛋白相互作用以及翻译后修饰（Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ邋ａｎｄ逡逑Ｃｒｅｓｐｏ，邋２０１１）。另外，ＭＡＰＫｓ可以通过非激酶活性依赖的方式调控ＤＮＡ转录逡逑（Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ邋ａｎｄ邋Ｃｒｅｓｐｏ，邋２０１１）。另一方面，非典型的ＭＡＰＫ通路包括细胞外信号逡逑调节激酶ＥＲＫ３、ＥＲＫ４、ＥＲＫ７、ＥＲＫ８、和Ｎｅｍｏ样激酶（ＮＬＫ）

【参考文献】