发现严重非酒精性脂肪肝的可能遗传基础和小鼠模型

发现严重非酒精性脂肪肝的可能遗传基础和小鼠模型
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员发现,SRSF1基因在肝脏中起着保护DNA损伤的作用。当它缺失或失活时,就会出现严重的非酒精性脂肪肝症状。来源:迈克尔·文森特

伊利诺伊大学香槟分校的研究人员发现,一种突变或受损的基因可能是导致一种严重的、神秘形式的非酒精性脂肪肝的原因。研究人员发现,缺乏SRSF1基因的小鼠和人类肝细胞显示出非酒精性脂肪性肝炎(也称为NASH)的所有特征。

伊利诺斯州生物化学教授、研究负责人Auinash Kalsotra说,这种独特的小鼠模型捕捉了肝脏中多余脂肪、炎症和瘢痕的所有三个特征,为更好地理解和开发NASH治疗方法打开了大门。研究人员在该杂志上发表了他们的研究结果自然通讯

非酒精性脂肪根据美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的数据,大约25%的美国人会受到影响,多达三分之一的患者还会出现炎症和瘢痕,属于NASH分类。

Kalsotra说:“目前还不清楚为什么某些人最终会患上NASH。”“到目前为止,还没有任何基因与NASH直接相关。这被认为是一种进展:肝脏受伤或变成脂肪后,如果你不检查,就会发展成NASH。但不是每个人患上NASH的人似乎是随机的,所以为什么会发生这种情况非常令人困惑。”

Kalsotra说,另一个使NASH研究困难的问题是缺乏良好的动物或细胞模型。虽然一些模型包含了一两个症状,然后造成其他损害,以模拟NASH患者的情况,但它们并不能准确地描绘出这种疾病。

Kalsotra的小组开始研究SRSF1,一种帮助细胞中RNA剪接的蛋白质,以研究其剪接活性。他们培育了一组缺乏该基因的小鼠,以了解其剪接活动。这些老鼠很快就自发地出现了NASH的所有症状。

“我们很高兴看到这一点,正如我们认为的那样,这可能是这种疾病的一个模型。但首先,我们必须弄清楚为什么SRSF1与肝病有关的机制,”该研究的第一作者、研究生瓦卡尔·阿里夫(Waqar Arif)说。

发现严重非酒精性脂肪肝的可能遗传基础和小鼠模型
SRSF1 HKO肝细胞的基因表达特征从早期炎症期过渡到晚期纤维化期。a) RNA-seq差异表达基因重叠(FDR < 0.05, Wald检验如DESeq2所示;|日志2(Fold Change)|≥1)在10天(早期)和1个月(晚期)老SRSF1 HKO肝细胞中(n = 2个样品/条件)。b)散点图显示SRSF1 HKO相对于对照组在早期和晚期时间点mRNA丰度折叠变化的分布。c)基因本体(Gene ontology, GO),分别是SRSF1 HKO肝细胞在10天和1个月或早期和晚期上调和下调的基因。d)早期(黄条)和晚期(红条)时间点炎症和纤维化相关基因RNA-seq分析确定的折叠变化值的条形图(每个时间点每组n = 2个样本)。误差条表示由DESeq2估计的相关标准误差。基因标签的颜色表示仅在10天(黄色)、1个月(红色)或两者(蓝色)时mRNA丰度显著上调。源数据作为源数据文件提供。信贷:自然通讯(2023), 10.1038 / s41467 - 023 - 35932 - 3

研究人员发现,这种机制并不像最初认为的那样与SRSF1的剪接活性有关,而是因为它在DNA解开过程中保护肝脏免受DNA损伤,因此它的代码可以转录成RNA。没有SRSF1蛋白,开始关闭。

“发生的事情是细胞想要死亡,因为DNA正在发生广泛的损伤。但它没有能量进行常规的程序性细胞死亡过程。伤害是如此严重,以至于一切都关闭了,”卡尔索特拉说,他还隶属于伊利诺伊州卡尔r沃斯基因组生物学研究所和癌症中心。

卡尔索特拉说,这与之前假设的途径相反。不是过多的脂肪导致细胞损伤,而是细胞损伤先发生,脂肪堆积是由于细胞无法完成包装消化脂肪的功能。炎症随着试图清除死亡和垂死的细胞,然后纤维化出现了,死亡组织斑块上形成了疤痕,试图将肝脏连接在一起。研究人员在没有SRSF1的小鼠和缺乏SRSF1的人类肝细胞系中都发现了相同的序列。

卡尔索特拉说:“这些发现告诉我们,肝细胞的基因组必须得到适当的维护。”“肝细胞遭遇毒素和DNA损伤的次数比我们体内的其他细胞都要多。这项研究表明,当肝细胞遭遇过度的DNA损伤时,就会出现这些NASH症状。SRSF1起着保护作用。它是肝脏基因组的守护者。”

研究人员希望这些小鼠能够帮助其他研究人员研究NASH,无论是在了解这种疾病方面,还是在探索潜在的治疗靶点方面。

Kalsotra说:“我们想知道在某些情况下,SRSF1在人类肝脏或其他动物体内是否以某种方式失活。”“例如,可能有一些毒素、药物或其他环境污染物会导致SRSF1基因失活。弄清楚导致SRSF1沉默的触发因素可以指出治疗靶点,以及是否可以将防止DNA损伤的抗癌药物应用于此。有趣的是,许多NASH患者也会发展成癌症。这和DNA损伤有关吗?”

研究人员还计划探索其他基因是否以这种方式保护DNA,以及它们中的任何一个受损是否也会导致NASH病理。

更多信息:Wagar Arif等人,肝脏中剪接因子SRSF1缺乏引发nash样病理和细胞死亡,自然通讯(2023)。DOI: 10.1038 / s41467 - 023 - 35932 - 3www.nature.com/articles/s41467 - 023 - 35932 - 3

期刊信息: 自然通讯

引用:发现严重非酒精性脂肪肝(2023,2月9日)可能的遗传基础和小鼠模型,检索自2023年2月11日//www.puressens.com/news/2023-02-genetic-basis-mouse-severe-nonalcoholic.html
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