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肝硬化是目前威胁人类健康的最重要疾病之一,发病率居高不下,而且随着各种因素的影响其发病率依然呈上升趋势。肝纤维化是多数慢性肝病发展的共同病理过程,其发病机理不十分清楚,也缺少有效的治疗方法。大量的研究表明肝星状细胞(Hepatic stellate cell, HSC)的激活在肝纤维化形成过程中起关键性的作用,抑制肝脏的维生素A酯水解能有效的抑制HSC的激活被认为是治疗肝纤维化的靶点。目前还没有确定在生理状态下肝脏维生素A酯水解的酶系。胰脂酶基因胰脂肪酶相关蛋白2 (murine Pancreatic lipase-related protein 2, mPlrp2)和胰辅酯酶(murine Procolipase, mClps)被发现可以通过环境光诱导在肝脏条件性表达。在此基础上本研究较为系统地研究了光信号调控的mPlrp2和mClps的条件性表达的分子机制,并证实了它们在肝维生素A代谢和肝纤维化进程中的作用。本研究首先分析了不同光照条件下小鼠血清中维生素A及其衍生物含量的变化。高效液相色谱(High-performance liquid chromatography, HPLC)结果显示在缺乏光照48小时后小鼠血清中全反式视黄酸(all-trans Retinoic acid, ATRA)的含量由2.45 ng/mL下降到1.75 ng/mL,肝中mPlrp2和mClps启动表达。缺乏光照小鼠曝光4小时后血清中ATRA含量又升高到2.43 ng/mL,肝中mPlrp2和mClps的表达被抑制。这表明ATRA是光信号调控周围器官基因表达的上游信号分子。Northern Blot和HPLC分析显示ATRA能通过视黄酸核受体调控胞外-5-核苷酸酶(Ecto-5’-Nucleotidase, Cd73)的表达,并调节血清中腺苷-5’-单磷酸(Adenosine-5’-Monophosphate,5’-AMP)的量。提升5’-AMP的含量能激活肝中mPlrp2、mClps的表达。这证明ATRA是通过Cd73调节5’-AMP的含量调控肝中mPlrp2、mClps的表达。肝脏中mPlrp2、mClps被激活后,肝酯和血酯含量明显下降,表明这两个基因参与了肝脂代谢。这些数据确定了光信号传导并调控肝脏脂肪代谢基因mPlrp2、mClps表达途径中的两个重要分子ATRA和5’-AMP,并由此提出环境光与周围器官发生交流的分子信号模型。为了确定mPlrp2和mClps在肝脏脂肪代谢,尤其是在肝维生素A酯代谢中可能的作用,实验通过喂养维生素A缺乏食物复制了维生素A缺乏动物模型。聚合酶链式反应(Real Time-Polymerase Chain Reaction, RT-PCR)分析显示在喂养维生素A缺乏食物7天后导致小鼠肝脏中脂肪代谢基因mPlrp2和mClps启动表达。定量实时PCR (Quantitative Real-time PCR, QRT-PCR)和HPLC分析显示给维生素A缺乏小鼠注射甲硫腺苷能明显抑制mPlrp2和mClps的表达,导致血液中维生素A的含量由0.59μg/mL下降到0.39μg/mL。这说明mPlrp2和mClps参与了肝脏维生素A酯的分解和利用。HPCL分析不同组织间核苷酸含量时发现脂肪水解酶mPlrp2和mClps在维生素A缺乏小鼠肝中启动表达与S-腺苷-L-蛋氨酸(S-adenosyl-L-methionine, AdoMet)和S-腺苷高半胱氨酸S-adenosylhomocysteine, AdoHcy的比例有关。维生素A缺乏、缺少光照或者注射5’-AMP能提高AdoMet和AdoHcy的比例,诱导mPlrp2和mClps在肝脏中表达,而注射ATRA能降低AdoMet和AdoHcy的比例,从而抑制这两个基因在肝中的表达。染色体免疫沉淀分析发现给小鼠喂以维生素A缺乏的食物能提高mPlrp2和mClps的启动子区域组蛋白(Histone3 Lysine 4, H3K4) H3K4甲基化水平,从而激活肝脏中mPlrp2和mClps的表达。这说明mPlrp2和mClps的表达与启动子区域组蛋白甲基化水平调控。肝脏维生素A酯绝大部分储存在HSC中。RT-PCR分析了HSC-T6、HepG2、H22、Melanoma等细胞系中mPlrp2和mClps的表达情况,发现只有在激活的肝星状细胞系HSC-T6中这两个基因启动表达。利用小片段干扰RNA (Small interfering RNA, siRNA)干扰HSC-T6细胞中mClps的翻译能明显减少细胞中维生素A酯的水解。这进一步说明mPlrp2和mClps参与了肝脏维生素A酯的分解和利用。这些动物和细胞实验证明mClps、mPlrp2参与了肝脏中维生素A酯的水解,完善了体内维生素A体内代谢途径,初步解决了长期困惑人们的肝脏中维生素A酯如何分解和利用的生物化学问题。肝脏在形成纤维化时首先表现出星状细胞激活,并丢失细胞中储存的维生素A酯(Retinyl Ester, RE)。抑制肝脏的维生素A酯水解能有效的抑制HSC的激活被认为是治疗肝纤维化的靶点。这里分别采用注射四氯化碳和胆管结扎复制了小鼠肝纤维化模型。纤维化小鼠肝中mClps、mPlrp2启动表达,并且这两个基因的表达与星状细胞激活的标记α-SMA的表达呈线性相关。通过RNA干扰技术(RNA interference, RNAi)干扰肝中mPlrp2的翻译能减少肝星状细波胞的激活,改善肝纤维化。用于治疗肝纤维化的药物S-腺苷蛋氨酸同样能抑制肝中mClps、mPlrp2的表达。这些数据表明抑制肝脏脂肪代谢基因mClps、mPlrp2的表达对肝纤维化具有保护作用,mPlrp2和mClps有潜力成为肝纤维化的基因治疗的新的药物靶点。