엘크 - 하이커우 HECS 그룹 유한회사

커뮤니케이션 생물학 6권, 기사 번호: 682(2023) 이 기사 인용

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알코올성 간 질환(ALD) 및 기타 형태의 만성 간독성 손상은 변형 성장 인자 β1(TGFβ1) 유발 간 섬유증 및 간 기능 저하로 이어질 수 있으므로 이러한 질환에 대한 새로운 치료법 개발의 필요성이 강조됩니다. 여기에서 중증 알코올성 간염(SAH) 환자와 ALD의 두 쥐 모델의 간 조직 샘플을 분석한 결과 ALD 표현형이 전사 인자 ETS 도메인 함유 단백질(ELK-3)의 상향 조절 및 ELK-3 신호 전달과 관련이 있음이 밝혀졌습니다. 활성은 10(ABHD10)을 함유하는 α/β 가수분해효소 도메인의 하향조절 및 항산화 단백질인 Peroxiredoxin 5(PRDX5)의 S-팔미토일화 비활성화의 상향조절과 결합됩니다. 시험관 내에서 우리는 ELK-3가 ABHD10 프로모터에 직접 결합하여 트랜스활성화를 억제할 수 있음을 추가로 입증합니다. TGFβ1 및 표피 성장 인자(EGF) 신호 전달은 ELK-3을 통해 ABHD10 하향 조절 및 PRDX5 S-팔미토일화를 유도합니다. 이 ELK-3 매개 ABHD10 하향 조절은 산화 스트레스를 유발하고 PRDX5 Cys100 잔기의 S-팔미토일화를 강화하여 성숙한 간세포 기능을 방해합니다. 생체 내에서 이소성 Abhd10 과발현은 ALD 모델 마우스의 간 손상을 개선합니다. 전반적으로, 이러한 데이터는 ABHD10-PRDX5 축의 치료 표적화가 ALD 및 기타 형태의 간독성을 치료하는 실행 가능한 접근법을 나타낼 수 있음을 시사합니다.

간독성 손상은 알코올성 간질환(ALD), 감염(예: B형 및 C형 간염) 또는 비알코올성 지방간염을 통한 간세포 손상으로 인해 발생합니다. 만성 간독성 손상은 간 섬유증(섬유증 재생 과정의 비정상적인 활성화로 인해 발생하는 심각하고 진행성인 상태)으로 이어질 수 있습니다. 간 섬유증은 간 내 Type I 콜라겐과 기타 세포외 기질 성분이 광범위하게 침착되어 반흔 조직이 발생하고 간 기능이 저하되는 현상을 말합니다1. 간독성 손상 및 섬유증은 상피 유사 세포 특성의 상실을 특징으로 하는 역분화 과정인 간세포의 상피-중간엽 전이(EMT)와 관련이 있습니다2,3. 섬유화 사이토카인 전환 성장 인자 β1(TGFβ1)은 EMT 유도를 유도하며 간독성 손상 및 섬유증4의 중요한 조절인자로 생각됩니다. TGFβ1은 유형 I 및 유형 II 수용체(TGFβRI 및 TGFβRII)에 결합하여 세린/트레오닌 키나제 활성 및 하류 신호전달을 유도할 수 있습니다3. 간세포의 EMT 유도는 TGFβ1로 처리된 일차 간세포5뿐만 아니라 CCl4로 유발된 간경변 모델에서 파생된 일차 간세포에서도 발견되었습니다6. 특히 TGFβ1에 의한 간세포 EMT 유도는 ETS 도메인 함유 단백질(ELK-3) 상향 조절과 관련이 있으며 인간 환자의 간경변 조직 샘플과 CCl4 유도 모델 시스템에서도 유사한 상향 조절이 분명합니다7. ELK-3 침묵화 및 RAS-ELK-3 경로 억제는 EMT 마커 유전자 발현을 더욱 억제하여 ELK-3가 TGFβ1에 의한 간독성 손상 및 섬유증의 주요 조절 인자임을 강조합니다7.

현재까지 TGFβ1에 의한 ELK-3 신호전달이 간독성 손상과 섬유증을 조절하는 하류 메커니즘은 불분명합니다. 우리의 예비 분석에서는 간세포에서 고도로 발현되는 산화환원 항상성 관련 유전자인 10(ABHD10)을 포함하는 α/β 가수분해효소 도메인의 프로모터 영역 내에 보존된 ELK-3 결합 부위가 밝혀졌습니다. 본 연구에서는 알코올 유발 간독성 손상 및 섬유증과 관련된 유전자 모듈 및 유전자를 식별하기 위해 중증 알코올 간염(SAH) 및 건강한 대조 간 전사체에 대한 생물정보학 분석을 수행했습니다. 우리는 SAH 환자의 간 조직 샘플과 ALD의 두 쥐 모델이 ABHD10의 하향 조절 및 항산화 단백질 Peroxiredoxin 5(PRDX5)의 S-팔미토일화 비활성화의 상향 조절과 결합된 ELK-3 발현 및 ELK-3 신호 활성의 상향 조절을 나타냄을 발견했습니다. 시험관 내에서 우리는 ELK-3가 ABHD10 프로모터에 직접 결합하여 트랜스활성화를 억제할 수 있음을 추가로 입증합니다. 우리는 TGFβ1과 표피 성장 인자(EGF) 신호가 ELK-3을 통해 간세포 ABHD10을 하향 조절한다는 것을 보여줍니다. 우리는 ABHD10이 S-palmitoylated PRDX5를 하향 조절하여 산화 스트레스를 억제하고 성숙한 간세포 기능을 촉진한다는 증거를 제시합니다. 생체 내에서 우리는 이소성 Abhd10 과발현이 ALD 모델 마우스의 간 손상을 개선한다는 것을 입증합니다. 따라서 ABHD10-PRDX5 축의 치료적 표적화는 ALD 및 다른 형태의 간독성을 치료하기 위한 실행 가능한 접근법을 나타낼 수 있습니다.

32) (n = 15) versus those of healthy controls (n = 7) (GEO acc. no.: GSE28619)11 in order to identify gene modules associated with hepatic fibrosis. This analysis revealed 15 gene modules that were significantly enriched for SAH (adj. p value <0.05; Fig. 1a and Supp. Table S4). M3, M4, and M7 were the largest of these 15 modules (Fig. 1b). We selected the largest module among these–M3—for further investigation. M3 member genes were subjected to Reactome gene-set enrichment analysis. M3 was significantly enriched for amino acid metabolism, steroid metabolism, glyoxylate metabolism, and glycine degradation (Supp. Fig. S1)./p> 0.5, FDR <0.05; blue) or negatively-correlating (r < −0.5, FDR <0.05; red) with ABHD10 (gold hub). The node size is proportional to the │r│ value, while the node’s distance from the gold hub is proportional to the FDR. e Heatmaps illustrating the top ten most positively-correlating M3 DEGs (top) and top ten most negatively-correlating M3 DEGs (bottom) with ABHD10. f Reactome pathway enrichment analyses for the ABHD10-correlating M3 DEGs./p>0.5) with ABHD10 (Fig. 1d, e). Reactome gene-set enrichment analysis on the ABHD10-correlating M3 DEG set (n = 376) revealed significant enrichment for peroxisomal protein import (Fig. 1f). Consistently, the ABHD10 enzyme negatively regulates the antioxidant activity of the peroxisomal protein peroxiredoxin 5 (PRDX5) through S-depalmitoylation8. As PRDX5 is a key suppressor of oxidative stress in liver tissue12, ABHD10 downregulation may play a role in suppressing PRDX5-based antioxidant activity and thereby promoting hepatic fibrosis./p>

99.5%, Sigma), and 190-proof (95%) EtOH were utilized to induce liver injury as described in a prior study17. Briefly, mice were randomized by random number generator into three experimental cohorts: vehicle, EtOH (3w), and CCl4 (9w) + EtOH. Vehicle cohort and EtOH (3w) cohort animals were injected intraperitoneally (i.p.) with olive oil (10 ml/kg), while CCl4 (9w)+EtOH cohort animals were i.p. injected with CCl4 (0.2 ml/kg in 10 ml/kg olive oil), twice weekly over a 6-week period. At the end of week 6, all animals were intragastrically intubated, individually housed in metabolic cages, and given a one-week recovery period with free food and water access. Then, for the final three weeks, all animals were allowed to freely consume water and non-nutritious cellulose pellets. Vehicle cohort and EtOH (3w) cohort animals were injected intraperitoneally (i.p.) with olive oil (10 ml/kg), while CCl4 (9w)+EtOH cohort were i.p. injected with CCl4 (0.1 ml/kg in 10 ml/kg olive oil), twice weekly over the 3-week period. During the same final 3-week period, the EtOH (3w) cohort and CCl4 (9w)+EtOH cohort animals were administered a high-fat diet (HFD) supplemented with EtOH, with alcohol being steadily administered (16 g/kg/d) via an intragastric cannula initially with this rate being gradually increased to 25 g/kg/d. Tolerance development was assessed by evaluating alcohol intoxication. At the study endpoint, pentobarbital (50 mg/kg, i.p.) was used to anesthetize mice and collect blood. After collection, liquid nitrogen was used to snap-freeze tissues./p>