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​Hepatology丨南京医科大学蒋龙凤等团队合作研究发现巨噬细胞STING-YAP轴通过促进脂滴的自噬降解来控制肝脏脂肪变性

iNature  · 公众号  ·  · 2024-10-29 09:24

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非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)或肝脂肪变性的一个标志是肝细胞中脂滴(LDs)的积累。自噬可能对脂质代谢和固有免疫反应产生深远影响。然而,固有免疫激活如何调控细胞内脂滴的自噬性降解仍不清楚。

2024年10月,南京医科大学蒋龙凤,李军和加州大学洛杉矶分校Bibo Ke共同通讯在 Hepatology (IF=12.9)在线发表题为 The macrophage STING-YAP axis controls hepatic steatosis by promoting the autophagic degradation of lipid droplets 的研究论文。 该研究使用了髓系细胞特异性干扰素基因刺激因子(STING)敲除小鼠或STING/是相关蛋白(YAP)双敲除小鼠的高脂饮食诱导的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)小鼠模型。研究了体内和体外的肝损伤、脂质积累、脂滴蛋白、自噬基因、染色质免疫共沉淀结合大规模平行测序和RNA-Seq。

作者发现高脂饮食诱导的氧化应激激活了肝巨噬细胞中的STING和YAP通路。 髓系细胞STING缺陷(髓系细胞特异性STING敲除)增强了核YAP活性,减少了脂质积累,增加了自噬相关蛋白ATG5、ATG7和LC3B的表达,但降低了脂滴蛋白perilipin 2的表达。然而,STING和YAP双敲除(髓系STING和YAP双敲除)增加了血清丙氨酸氨基转移酶和甘油三酯水平,减少了β-脂肪酸氧化基因的表达,却增加了perilipin 2的水平,从而加剧了高脂饮食诱导的脂质沉积。染色质免疫共沉淀结合大规模平行测序结果表明,巨噬细胞YAP靶向跨膜蛋白205,激活AMP激活的蛋白激酶α,后者与肝细胞线粒体融合蛋白2(mitofusin 2)相互作用,诱导蛋白二硫键异构酶的激活。 蛋白二硫键异构酶激活缺氧诱导因子-1α信号通路,增加自噬体与脂滴的共定位,并通过与自噬伴侣HSC70的相互作用,促进perilipin 2的降解。

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)或肝脂肪变性是以肝细胞内脂质积累为特征的最常见的慢性肝病。 自噬是由溶酶体介导的关键蛋白质降解系统。多种信号参与自噬的诱导过程,包括内质网(ER)应激、氧化应激和免疫激活。越来越多的证据表明,自噬参与了细胞内储存脂质的分解。脂质自噬是选择性自噬的一种形式,能够在溶酶体内降解细胞内的脂滴(LDs)。事实上,脂滴被围绕着一种叫做perilipin(PLIN)家族的结构蛋白,这些蛋白影响细胞代谢和信号传导。 PLIN2是唯一的广泛表达的脂滴蛋白,其通过伴侣介导的自噬(CMA)降解,且在脂解之前进行。
尽管还有很多未知,但脂质自噬似乎调节了细胞内脂质储存,而脂质自噬或选择性自噬的丧失会损害脂质氧化,导致过度的脂质积累,进而引发脂毒性导致的组织损伤,例如非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。 越来越多的证据表明,高脂饮食(HFD)促进脂毒性并诱导氧化应激,可能积累线粒体DNA(mtDNA)损伤。此外,高脂饮食增加了NASH模型和患者肝细胞中mtDNA的释放。在检测到胞质中的mtDNA后,ER驻留的适配蛋白干扰素基因刺激因子(STING)招募TANK结合激酶1(TBK1)以诱导先天免疫反应。STING的抑制减少了氧化应激引起的ROS生成和组织损伤。此外,STING通路通过检测组织损伤与自噬的诱导有关联。然而,STING的激活可能诱导功能失调的自噬并加剧人类患者中的组织炎症损伤。 自噬的抑制导致mtDNA的释放,进而激活STING依赖的免疫和炎症反应,这暗示了STING介导的先天免疫与自噬之间存在复杂的相互作用。
模式机理图(图片源自 Hepatology
相关蛋白(YAP)是Hippo信号通路的下游效应因子,由其上游激酶、哺乳动物Ste20样激酶(MST)1/2和大型肿瘤抑制因子(LATS)1/2调控,这些激酶通过磷酸化YAP导致其在胞质中的降解。 YAP表达的增加有助于在炎症损伤中的伤口修复和组织再生。YAP依赖的转录可能调节TLR介导的先天免疫。YAP的激活抑制了免疫反应,而YAP的删除导致了加重的组织炎症反应。 尽管这些观察结果表明STING和YAP在先天免疫中的关键作用,但巨噬细胞STING和YAP在调节肝脂肪变性中脂滴自噬性降解的相互作用仍然很大程度上未知。
在本研究中,作者揭示了巨噬细胞STING缺陷促进了YAP活性,并减少了高脂饮食(HFD)诱导的氧化应激反应中的脂质积累和脂滴蛋白PLIN2的表达。 然而,STING和YAP的双重敲除增加了PLIN2的表达并减少了溶酶体中脂滴的降解。此外,巨噬细胞STING-YAP轴通过TMEM205/MFN2/PDI依赖的途径调节了脂滴的自噬性降解。 因此,作者确定了STING介导的YAP活性在维持脂质稳态中的关键调控机制。

原文链接:
https://doi.org/10.1097/HEP.0000000000000638

END

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