模式识别受体NLRC5在酒精性脂肪肝中的功能与机制研究

Pattern recognition receptors (pattern recognition receptor, PRRs) plays a vital role in human innate immune response. However, emerging studies have confirmed that the biological functions of PRRs are not limited to this. Our previous results indicated that NLRC5, a member of PRRs, was abnormally high expressed in the mouse alcoholic fatty liver model. CRISPR/Cas9 technology was used to construct NLRC5 gene knockout mice and found that lack of NLRC5 gene can obviously alleviate alcohol-induced hepatic steatosis and liver damage, and this effect of NLRC5 may be associated with the activation of autophagy in liver. Bioinformatics predicted that microRNA-125b could directly target the 3'UTR region of NLRC5, and the expression of microRNA-125b and NLRC5 in alcoholic fatty liver was negatively correlated. At present, there is no report on the specific biological function of NLRC5 in alcoholic fatty liver. Based on our previous study, we hypothesized that the abnormal expression of NLRC5, which can be regulated by microRNA-125b, affects the protective autophagy process in alcoholic fatty liver and promotes the development of the disease. This topic proposed from the levels of molecules, cells, tissues and animals to explore the biological functions and regulation mechanisms of NLRC5. This study will identifies the potential molecular mechanism of alcoholic fatty liver disease from the new perspective of pattern recognition receptors, and provides new ideas for the diagnosis and treatment of alcoholic fatty liver.

模式识别受体在机体固有免疫反应中具有重要作用，最新研究证实其生物学功能并不局限于此。申请人发现模式识别受体NLRC5在小鼠酒精性脂肪肝模型中高表达，并且NLRC5基因缺失可缓解酒精导致的肝脏脂肪变性和肝损伤，同时这一作用与肝细胞自噬相关。生物信息学预测发现miR-125b可靶向作用于NLRC5的3’UTR区域，并且酒精性脂肪肝中miR-125b和NLRC5的表达呈负相关。目前，未见关于NLRC5在酒精性脂肪肝中具体的功能研究报道。据此，我们提出假说：酒精性脂肪肝中NLRC5表达异常，影响了肝脏中发挥保护作用的细胞内自噬，促进了疾病的发生发展，而这一过程可受miR-125b的靶向调控。本课题拟从分子、细胞、组织以及动物水平等多层次探讨酒精性脂肪肝中NLRC5的生物学功能及潜在的上下游调控机制。本研究将从模式识别受体这个新视点探讨酒精性脂肪肝发病的分子机制，为酒精性脂肪肝的诊治提供新的思路。

肝脏脂肪变性是肝脏对过量饮酒的早期反应，随着疾病发展可最终导致酒精性肝炎、酒精性肝纤维化、酒精性肝硬化等一系列酒精性肝病，最终可发展为肝癌。酒精性脂肪肝是一个以肝细胞损伤，细胞内脂肪滴沉积，炎症细胞浸润肝组织为典型症状的系统性疾病。众多研究表明模式识别受体家族成员NLRC5在肝脏系统疾病中至关重要，但未见其在酒精性肝病中的报道。我们发现NLRC5在小鼠酒精性脂肪肝模型及人酒精性肝炎样本中均异常高表达。因此，我们使用CRISPR-Cas9技术构建了NLRC5基因敲除小鼠用于研究NLRC5在酒精性脂肪肝中功能与调控机制。研究发现NLRC5基因敲除后，小鼠肝脏对酒精产生一定耐受，不易于发生酒精诱导的肝损伤和脂肪变性。体外功能回复实验证实NLRC5沉默对肝脏具有保护性作用，而NLRC5基因过表达加重了酒精的毒性作用。进一步研究发现，同样酒精饲料喂养条件下，NLRC5基因敲除小鼠肝脏中肝细胞自噬多于野生型小鼠。自噬作为一种高度保守的细胞内分解代谢过程，被认为可能在酒精性脂肪肝的发展中发挥保护性作用。合并给予自噬抑制剂三甲基腺嘌呤（3-MA）后可部分阻断敲除NLRC5基因所带来的肝脏保护作用。以上研究表明，NLRC5在机体酒精摄入后表达水平异常增加，可能参与到酒精性脂肪肝的发病过程。然而敲除NLRC5后酒精诱导的肝脏损伤和脂肪变性现象得到缓解，并且这一生物学功能可能与自噬现象相关。本研究探讨了NLRC5在酒精性脂肪肝中的生物学功能，填补了其在酒精性肝病中的研究空白，为更好地预防、诊治酒精性肝病提供了新的研究思路。