山西医科大学第一医院刘立新团队在肝纤维化形成及其机制方面取得进展

肝纤维化是一种常见的病理状态，其发病机制主要是多种病因引起肝脏发生损伤，多种炎性细胞因子如转化生长因子β1（Transforming growth factor beta 1,TGFβ1）等分泌增多，从而导致肝星状细胞（Hepatic stellate cells，HSCs）活化，细胞外基质（Extracellular matrix，ECM）合成增多，最终形成肝纤维化。肝纤维化是可逆的，如果得不到很好的控制，将导致不可逆的肝硬化，乃至肝癌。HSCs活化是肝纤维化发生发展的中心环节。在正常的肝脏中，HSCs主要位于肝脏Disse间隙，处于静止状态。当肝脏发生损伤时，静止的HSCs被激活并转变为肌成纤维细胞。活化的HSCs迁移至组织受损部位并逐渐积累，不仅产生大量的ECM，而且可以防止ECM被降解。因此抑制HSCs活化被认为是抑制肝纤维化的有效策略。越来越多的研究表明，自噬可以促进HSCs活化，同时自噬也可以为活化的HSCs提供能量以促使其存活。自噬的调控是复杂的，其中PI3K/AKT/mTOR信号通路是调节细胞自噬的主要通路。长链非编码RNA H19被发现参与了自噬体的延伸/闭合，对自噬有促进作用，具体机制可能与PI3K/AKT/mTOR信号通路有关。

胰岛素样生长因子结合蛋白相关蛋白1（Insulin-like growth factor binding protein-associated protein 1，IGFBPrP1）是导师课题组十余年来研究发现的一种新的致肝纤维化因子。前期一系列研究表明，IGFBPrP1能够活化HSCs，产生过多的ECM，促进肝纤维化的发生发展。另外，IGFBPrP1和TGFβ1可以相互调节，共同促进HSCs活化。TGFβ1是已知的最强的致肝纤维化因子，可通过自噬激活HSCs，PI3K/AKT信号通路参与了其对自噬的调控。TGFβ1也能促进H19的表达，其机制可能与PI3K/AKT的活化有关。鉴于TGFβ1与H19和自噬有关，而IGFBPrP1与TGFβ1可互为因果，因此本研究以长链非编码RNA H19和自噬作为切入点，研究H19是否通过自噬调控IGFBPrP1致肝纤维化形成的作用及其机制。

在这项研究中，研究团队首先建立胆总管结扎（Bile duct ligation,BDL）诱导的小鼠肝纤维化模型，确定肝纤维化形成过程中IGFBPrP1与H19、自噬的表达变化。结果显示IGFBPrP1与H19、自噬呈伴随性增高。接着研究团队分别将腺病毒介导的IGFBPrP1（AdIGFBPrP1）在体内通过小鼠尾静脉注射转染C57BL/6小鼠肝组织，同时在体外转染JS-1（小鼠肝星状细胞株），通过qRT-PCR、Western blotting、免疫组织化学、透射电子显微镜等分子生物学实验证实，IGFBPrP1激发了自噬的表达。为了明确自噬对IGFBPrP1诱导的HSCs活化及肝纤维化形成的调控作用，分别在体内和体外给予自噬抑制剂LY294002和自噬诱导剂雷帕霉素干预，实验观察到减少自噬可以抑制IGFBPrP1诱导的HSCs活化，ECM生成减少，肝纤维化减弱；增加自噬可以促进IGFBPrP1诱导的HSCs活化，ECM生成增多，肝纤维化加重。由于LY294002又是PI3K抑制剂，雷帕霉素是mTOR抑制剂，研究团队同时证实PI3K/AKT/mTOR信号通路参与了IGFBPrP1对自噬的调控。另外，通过qRT-PCR、原位杂交等发现IGFBPrP1也促进了H19的表达，给予LY294002和雷帕霉素后发现IGFBPrP1可通过PI3K/AKT/mTOR信号通路促进H19的表达。最后，研究团队在AdIGFBPrP1转染JS-1的基础上，将H19上调或下调，发现H19可促进IGFBPrP1诱导的HSCs自噬及活化，给予LY294002和雷帕霉素后发现PI3K/AKT/mTOR参与了其中的调控。最后得出的分子调节机制是IGFBPrP1通过PI3K/AKT/mTOR和H19的相互调控促进HSCs自噬及活化，进而促进肝纤维化形成。

图1小鼠尾静脉注射腺病毒

图2分子调控机制图

该研究由山西医科大学第一医院科研中心实验室刘立新教授团队完成，刘立新教授为该论文的通信作者；山西医科大学2016级博士研究生黄婷娟为该论文的第一作者。

该论文以题为“IGFBPrP1 accelerates autophagy and activation of hepatic stellate cells via mutual regulation between H19 and PI3K/AKT/mTOR pathway”发表在Biomedicine & Pharmacotherapy（IF:3.457）杂志上。