「今年第三篇CNS」中山苏士成、许小丁、高志良团队解析非酒精性脂肪性肝炎新靶点

2020-09-16

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由于全球范围内越来越盛行的高热量饮食和久坐的生活方式，免疫代谢疾病成为公共卫生最大的挑战之一。代谢性炎症（metaflammation）是一种由营养过剩引起的慢性炎症，是非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、糖尿病和肥胖等免疫代谢疾病的重要标志。

因此，为了应对全球健康的这一重要挑战，探究代谢紊乱转变为不可控制的炎症的潜在机制显得至关重要。

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2020 年 9 月 14 日，中山大学孙逸仙纪念医院苏士成、许小丁及中山大学附属第三医院高志良团队在 Cell 上在线发表了题为 Targeting Mitochondria-Located circRNA SCAR Alleviates NASH via Reducing mROS Output 的研究成果。该研究发现非酒精性脂肪肝（NAFLD）患者肝成纤维细胞中的线粒体 circRNA SCAR 直接结合并调控线粒体通透性转换孔，进而调节线粒体代谢和炎症，为 NAFLD 的治疗提供了一个潜在的新靶点。

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研究内容

分子筛选：线粒体 circRNA SCAR 在 NASH 患者成纤维细胞中表达下调

成纤维细胞在非酒精性脂肪肝（NAFLD）的纤维化过程中起到重要角色。作者首先发现脂质积累增加了线粒体 ROS 的输出，从而促进了成纤维细胞的活化。

为了探究其中的关键分子，作者比较了从 4 例 NASH 肝硬化患者和 4 例非 NAFLD 患者中分离出的原代成纤维细胞的 circRNA 表达谱，发现在 NASH 患者成纤维细胞中，分别有 15 个 circRNA 持续上调和 11 个下调。令人惊讶的是，大部分（11 个中的 4 个）下调的 circRNA 由线粒体基因组编码。

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作者构建了一种靶向线粒体的纳米粒子平台来过表达线粒体中的 circRNA，他们发现过表达 hsacirc0089762（circRNA SCAR）大大降低了 NASH 成纤维细胞胞质的 ROS。进一步的实验发现，circRNA SCAR 抑制成纤维细胞活化。因此，作者选择 circRNA SCAR 进行进一步地机制探索。

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机制探究：circRNA SCAR 是如何发挥作用的？

RNA 结合蛋白在 circRNA 功能中起着至关重要的作用。使用 RNA pull down 试验联合质谱分析，作者鉴定了 8 种蛋白质与 circRNA SCAR 结合的蛋白质。由于 mPTP（线粒体通透性转换孔）的两个调控因子 ATP5A 和 ATP5B 被检测到，因此作者对他们进行了进一步验证。

由于 ATP5A 与 ATP5B 结合，那么 circRNA SCAR 是否是直接与 ATP5A 或 / 和 ATP5B 结合呢？为了解决这个问题，作者采用了体外 RNA / 蛋白质相互作用测定法，发现 circRNA SCAR 仅在存在 ATP5B 的情况下才能下拉 ATP5A，提示 circRNA SCAR 直接结合的是 ATP5B，而不是 ATP5A。

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mPTP 的开放减少了线粒体膜电位 ΔΨm 并增加了线粒体 ROS 的产生和释放，而抑制 ROS 输出和 ΔΨm 抑制的 circRNA SCAR 直接与 mPTP 调节剂 ATP5B 结合，因此，作者猜测 circRNA SCAR 是否能阻止 mPTP 开放呢？进一步的实验证实，circRNA SCAR 与 ATP5B 的直接结合的破坏了 CypD-mPTP 相互作用，阻断了 mPTP 的开放，并降低了线粒体 ROS 的输出。

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进一步地，作者还探究了 NASH 患者中 circRNA SCAR 表达下调的机制，发现脂质诱导的内质网应激通过 CHOP 抑制了 PGC-1α 介导的 circRNA SCAR 表达。

临床延伸：circRNA SCAR 可减轻肝硬化

为了研究 circRNA SCAR 在体内的治疗潜力，作者每 3 天向高脂饮食的小鼠静脉注射含有 circRNA SCAR 过表达载体或空载体的线粒体靶向纳米颗粒。小鼠肝成纤维细胞线粒体中 circRNA SCAR 水平升高，可抑制了 ROS 水平和细胞因子的表达，还可显著增加小鼠的葡萄糖耐受性和胰岛素耐受性，并减少肝脏纤维化和巨噬细胞浸润。