代谢重编程也是这几年来比较热点的研究方向，但是那些骗我老板说代谢重编程很好做的人，我恨你们！这是好做的么？做得好的就更凤毛麟角了，今天讲的这篇文章，就是武汉大学人民医院泌尿肾科医院的博士生发表在14.3分的Adv Sci（Weinh）上的文章，这篇文章就算是做得不错的，讲的就是FOXK1通过增强糖代谢基因转录，调控能量代谢（这里FoxK1是不是看着有点眼熟，其实就是FoxO同家族的叉头核蛋白，熟悉FoxO的话大家应该清楚这是一个转录因子，不熟悉FOXO信号通路的话，可以回去看看《信号通路是什么鬼？》系列复习下）：
他们研究的方向是慢性肾病（CKD），TECs（肾小管上皮细胞）是促进肾纤维化的调节网络的核心组成部分。而在CKD期间，TECs经历了能量代谢变化。他们想要研究的就是，FOXK1是否参与了TECs的能量代谢变化过程（这就是假设提出的过程，通过假设的提出，推出整篇文章研究的重心，也就是FOXK1，接下去就是找出可以验证的方法，这就是科研推进的过程，不清楚假设提出的话，可以去看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》），首先通过分析小鼠UUO（单侧输尿管梗阻，肾脏损伤）和uni-IRI（单侧缺血再灌注损伤）过程中FOXK1的表达情况，结果发现FOXK1在肾损伤后都会显著上调，且具有近端TECs特异性分布的特征：
那么FOXK1是否对于CKD有着促进作用呢？于是他们又进行了进一步的验证，通过Cre-LoxP系统，对小鼠TECs特异性敲除了FOXK1（Cre-LoxP系统就是通过重组酶Cre敲入或敲除基因的技术，不清楚Cre-LoxP系统的话，可以去看看《列文虎克读文献》复习下），结果发现TECs特异性敲除了FOXK1后的小鼠UUO模型，肾纤维化现象得到了缓解：
接着他们使用了TGFβ1来体外刺激肾小管细胞（熟悉FOXO信号通路的话，应该记得TGFβ1其实也是一种可以激活FOXO信号通路的配体，不记得的话可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列），结果发现通过TGFβ1的刺激，激活了FOXK1，并促进了肾小管细胞的纤维化：
FOXK1是一种参与葡萄糖代谢、细胞增殖和自噬的转录因子，那TGFβ1刺激后，对于FOXK1是否促进其转录因子功能的作用呢？于是他们在TGFβ1刺激后，通过ChIP-Seq分析了FOXK1的启动子占有率，也就是查看启动子上结合的FOXK1是否增多。结果发现TGFβ1刺激后，FOXK1在糖酵解相关基因启动子上结合明显增多，也就是促进了糖酵解相关基因的转录激活：
那么FOXK1是否会影响糖酵解呢？他们通过使用TGFβ1刺激，并敲除或者过表达FOXK1，来分析细胞糖酵解的情况（这个过程，其实就是柯霍氏法则的验证，通过这样的验证，能明确之前TGFβ1的刺激所产生的表型，是否是通过FOXK1引发的，不清楚柯霍氏法则的话，可以去看看《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》），以及成纤维化情况：
通过SeaHorse实验分析了能量代谢发现（上图的OCR耗氧量分析和ECAR细胞外酸化率分析，这两个图就是分析细胞内糖酵解以及氧化磷酸化的能量代谢的，不记得怎么看的话，可以去看看《信号通路的？》系列的铜死亡那几章），TGFβ1的确是通过FOXK1引发了肾小管细胞能量代谢的变化。而FOXK1作为转录因子，如果说转录能力增强，那么可能会有液液相分离的现象，也就是通过蛋白的IDR区域（固有无序结构域）形成一个液滴，也就是形成一个聚合体加强转录因子转录能力。他们分析发现FOXK1蛋白具有形成这样的液液相分离的能力：
而通过荧光定位分析发现，FOXK1形成这样的液滴后，中间会结合RNA聚合酶II，这也就进一步说明了这个过程中FOXK1能通过转录因子活性促进基因转录：
最后他们使用了AAV9（腺相关病毒）构建了FOXK1敲减的病毒，对UUO小鼠模型，进行了治疗。通过降低UUO小鼠肾脏中FOXK1的表达，缓解了肾纤维化的症状：
最后形成了这样的示意图，TGFβ1激活了FOXK1的表达，加剧了FOXK1的液液相分离，导致其转录活性增强。而FOXK1的下游是糖酵解相关的基因，也就是说FOXK1的过表达促进了肾小管细胞的代谢重编程，从而引起了纤维化：
这篇文章总的来说，是围绕着FOXK1展开的，通过糖酵解的激活分析，液液相分离分析，以及液液相分离后与RNA聚合酶II的结合，这些工作都是做得挺不错的。但对于FOXK1通过糖酵解调控影响纤维化这个点的研究，却做得比较浅，其实还可以进一步深入分析。好了，今天就先策到这里吧，有兴趣的话可以看看原文，祝你们心明眼亮。
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