Cell Metab ：肝细胞胆固醇通过稳定TAZ表达促进非酒精性脂肪肝炎

来源：BioArt

撰文：王晓波

非酒精性脂肪肝炎（NASH）是代谢相关脂肪肝病（MAFLD）的一种。随着丙型肝炎的减少，代谢相关肝病在世界范围内已成为最主要的肝脏疾病。尤其是脂肪肝引起的肝纤维化，继而将发展为肝衰竭和肝癌。

经过几十年的研究，越来越多的科学家和医务工作者认识到传统的单基因调控理论并不能完全解释非酒精性脂肪肝炎的发病机制，“多重打击”假说应运而生。由于转录因子可以控制多种基因表达，所以在解释这种复杂疾病的发病机制方面有着独特优势。位于纽约的哥伦比亚大学医学中心的研究显示HIPPO信号通路的一个关键转录因子TAZ被显著上调后，继而引发肝脏炎症发生、细胞死亡、氧化应激和慢性肝纤维化【1】。

接下来哥伦比亚大学和医药巨头赛诺菲共同的研究显示利用肝细胞特异的小干扰RNA技术抑制TAZ可以逆转非酒精性脂肪肝炎引起的肝纤维化【2】。该研究为后期的临床试验提供了重要的理论基础，同时也提出了另一个科学问题：是什么诱发了TAZ基因的大量表达？

2020年4月6日，哥伦比亚大学Ira Tabas和王晓波团队（王晓波为第一作者和共通讯作者）在Cell Metabolism杂志上以长文形式发表文章 Cholesterol Stabilizes TAZ in Hepatocytes to Promote Experimental Non-alcoholic Steatohepatitis，对上述问题进行了答案—肝细胞中的胆固醇【3】。

通过在小鼠食物中添加不同浓度的胆固醇实验，表明只有高浓度的胆固醇才能上调TAZ的表达并且诱发非酒精性脂肪肝炎。高糖高脂但低浓度胆固醇饮食只引起脂肪肝而没有炎症和纤维化的变化。体外实验显示，利用脂质体去除肝细胞膜上的胆固醇降低了细胞内TAZ的表达，额外添加的胆固醇进一步提升TAZ水平。

接下来，通过与UCSD的Guan实验室合作，体内和体外实验证明HIPPO通路通过特异的泛素连接酶来调节TAZ的磷酸化，进而介导其降解；RHOA信号则对HIPPO有负调节作用；环腺苷酸和钙信号进一步激活RHOA。在寻找环腺苷酸上游基因时，与康奈尔医学院Buck和Levin课题组合作，作者发现只有ADCY10，即可溶性腺苷酸环化酶可以在胆固醇刺激状态下特异的激活环腺苷酸。在充分解释了细胞内的信号传导后，作者与西南医学中心的Dr. Radhakrishnan和加州大学洛杉矶分校的Tontonoz实验室合作，利用特异性的抑制剂和反义寡核苷酸技术分别揭示了胆固醇由细胞膜到细胞内转运的机制。

另外，与意大利Valenti 实验室和哥伦比亚大学Dr. Pajvani实验室合作，利用非酒精性脂肪肝炎病人的肝脏样本验证了以上信号通路。明尼苏达大学和匹兹堡大学也对该研究提供了重要的病人样本和人类原代肝细胞。

最终，通过基因敲除、敲减和过表达的动物实验，以及相关的肝细胞体外实验，该文作者将已知的HIPPO信号通路和未知的上游胆固醇转运结合起来，系统的解释了胆固醇从细胞膜转运到细胞内，通过特异的可溶性腺苷酸环化酶激活钙信号，继而提高RhoA活性，从而抑制HIPPO通路，降低TAZ的降解，最终在蛋白水平升高了TAZ。

该文将非酒精性脂肪肝炎已知的两个关键因素（胆固醇和TAZ）结合起来，利用分子生物学的工具，在细胞生物学水平详细阐述了该信号通路对最终的病理生理表型造成的影响，为进一步非酒精性脂肪肝炎及相关肝癌药物的研发提供了理论依据【4-6】。

参考文献

2.Wang, X., et al., A Therapeutic Silencing RNA Targeting Hepatocyte TAZ Prevents and Reverses Fibrosis in Nonalcoholic Steatohepatitis in Mice. Hepatol Commun, 2019. 3(9): p. 1221-1234.

3.Wang, X., et al., Cholesterol Stabilizes TAZ in Hepatocytes to Promote Experimental Non-alcoholic Steatohepatitis. Cell Metab, 2020. Apr.6

4. Tabas, I., Wang, X., et al., U.S. Patent Application PCT No.: US1728109 "Therapeutic Targets Involved in the Progression of Nonalcoholic Steatohepatitis (NASH)." Filed April 18, 2017.

5. Tabas, I., Wang, X., et al., European Patent Application No. 17786458.4"Therapeutic Targets Involved in     the Progression of Nonalcoholic Steatohepatitis (NASH)." Filed April 18, 2017.

6. Tabas, I., Wang, X., U.S. Patent Application No.: 62608298 "Identification of TAZ as a Therapeutic Target for NASH-Induced Hepatocellular Carcinoma" Filed Dec 20, 2018.