今天介绍一项复旦大学附属中山医院发表在《
Journal of Advanced Research
》上的研究：
FUNDC1
interacts withGPx4
to govern hepatic ferroptosis and fibrotic injury through a mitophagy-dependent manner
，即：
FUNDC1
通过与
GPx4
相互作用以依赖线粒体自噬的方式调控肝细胞铁死亡和肝纤维化损伤。
研究主要发现：在四氯化碳诱导的肝纤维化中，
FUNDC1
水平升高，其通过与
GPx4
直接相互作用，将其招募至线粒体并通过线粒体蛋白导入系统（
TOM/TIM
复合体）进入线粒体，随后
GPx4
随受损线粒体一同被线粒体自噬降解，导致肝细胞铁死亡，进而促进肝纤维化。
这项研究从临床问题出发，层层递进，逻辑清晰，做的太漂亮了！
肝纤维化是一种严重的病理状态，常进展为肝硬化甚至肝癌，但目前治疗手段有限。研究团队推测线粒体自噬和铁死亡（
ferroptosis
）可能在肝纤维化中扮演重要角色，而
FUNDC1
作为一种线粒体自噬受体，其在肝纤维化中的作用尚不清楚。
因此，研究团队决定从
FUNDC1
入手，探索其在肝纤维化中的功能。
首先，研究团队分析了
GEO
数据库中的基因表达数据（
Figure 1
），
发现
FUNDC1
在四氯化碳（
CCl4
）诱导的肝纤维化小鼠模型中表达上调，同时与铁死亡相关的基因表达也发生了显著变化。这提示研究团队
FUNDC1
可能在肝纤维化中发挥重要作用。
为了验证这一假设，研究团队检测了肝纤维化患者和
CCl4
处理小鼠的肝组织中
FUNDC1
的水平（
Figure 2a
和
2b
），发现其显著升高。接着，研究团队构建了
FUNDC1
敲除（
KO
）小鼠模型，发现
FUNDC1
缺失能够显著减轻
CCl4
诱导的肝损伤和纤维化（
Figure 2c-2l
），
这表明
FUNDC1
在肝纤维化中具有促进作用
。
在进一步探索
FUNDC1
的作用机制时，研究团队注意到铁死亡在肝纤维化中的潜在作用。研究团队发现
CCl4
处理的小鼠和细胞模型中，铁死亡标志物
GPx4
和
SLC7A11
的表达下调，而
FUNDC1
缺失能够显著上调这些标志物的表达（
Figure 3a-3l
），
这表明
FUNDC1
可能通过调控铁死亡来影响肝纤维化。
为了验证铁死亡在
FUNDC1
介导的肝纤维化中的作用，研究团队在
FUNDC1
缺失的细胞中加入铁死亡诱导剂
E
rastin
，发现其能够抵消
FUNDC1
缺失对铁死亡标志物的保护作用（
Figure S4
），
这进一步证实了铁死亡在
FUNDC1
介导的肝纤维化中的关键作用。
接下来，研究团队关注到
FUNDC1
作为一种线粒体自噬受体，可能通过调控线粒体自噬来影响铁死亡。研究团队发现
CCl4
处理能够激活线粒体自噬，而
FUNDC1
缺失部分抑制了这一过程（
Figure S5a-S5e
）。为了明确线粒体自噬在铁死亡中的作用，研究团队使用线粒体自噬抑制剂
oroxylin A
，发现其能够抑制
FUNDC1
过表达诱导的
GPx4
降解和铁死亡标志物的变化（
Figure S7a-S7l
），这表明
线粒体自噬在
FUNDC1
介导的铁死亡中发挥了重要作用。
最后，研究团队通过免疫共沉淀和质谱分析发现
FUNDC1
与
GPx4
直接相互作用（
Figure 5a
），并且这种相互作用依赖于
FUNDC1
的
96-133
氨基酸区域
（
Figure 5d
）。研究团队推测
FUNDC1
可能通过与
GPx4
的相互作用将其招募至线粒体，并通过线粒体蛋白导入系统（
TOM/TIM
复合体）进入线粒体，随后
GPx4
随受损线粒体一同被线粒体自噬降解，导致铁死亡
（
Figure 6i
）。为了验证这一假设，研究团队敲低了
TOM/TIM
复合体的关键组分，发现
GPx4
无法进入线粒体，且其降解受到抑制（
Figure 6a-6h
），这证实了研究团队的推测。
最后简单做一下总结：
从研究探索过程来看，研究团队首先从临床问题肝纤维化的发病机制及潜在治疗靶点出发，以
FUNDC1
在肝纤维化中的作用为研究角度切入，
基于
GEO
数据库分析发现
FUNDC1
在肝纤维化中表达上调的现象
，提出
FUNDC1
可能通过调控铁死亡促进肝纤维化的研究假设。
然后通过构建
FUNDC1
敲除小鼠模型和细胞模型实验发现
FUNDC1
缺失能够减轻肝纤维化和铁死亡标志物的变化，进而进一步发现和验证
FUNDC1
与
GPx4
直接相互作用，并通过线粒体蛋白导入系统（
TOM/TIM
复合体）将
GPx4
招募至线粒体，随后
GPx4
随受损线粒体一同被线粒体自噬降解，导致铁死亡的机制
。
所以，研究最终确认的科学假说是
FUNDC1
通过与
GPx4
相互作用促进铁死亡，进而推动肝纤维化的发展；而涉及到的细胞类型和表型为肝细胞、肝纤维化细胞，分子信号轴为
FUNDC1-GPx4-
铁死亡轴。
更多个性化分析思路和湿实验方案，
扫码合作备注：
i
生信合作
