黄芪汤干预LncRNA/miR-663a/TGF-β/SMAD信号通路抑制肝星状细胞活化的作用机制研究

Liver fibrosis is the excessive accumulation of extracellular matrix proteins including collagen that occurs in most types of chronic liver diseases. Hepatic stellate cells (HSC) are the main collagen-producing cells in the liver and their activation promotes liver fibrosis. We found that Huangqi decoction (HQD), a well-known traditional Chinese herbal formulation, alleviates dimethylnitrosamine-induced liver fibrosis and inhibits HSCs proliferation and activation through TGF-β/SMAD signaling pathway in vivo. We found that lncRNA/miR-663a/TGF-β/SMAD Signaling Pathway plays a very important role in HSC. Totala astragalus saponins (AS) is a main component of Radix Astragali. AS has a significant efficacy against liver fibrosis and it can modulate LncRNA/miR-663a/TGF-β/SMAD signaling pathway. Further study will investigate the molecular mechanism of LncRNA/miR-663a/TGF-β/SMAD signaling pathway in HSC activation. It might help to elucidate the biological role in the progression of liver fibrosis and to investigate the action mechanism of HQD on liver fibrosis.

肝纤维化是由多种原因引起的慢性肝损害所导致的病理改变。肝星状细胞(HSC)活化是肝纤维化发生、发展的中心环节。本课题组体内实验证实黄芪汤有良好的抗肝纤维化作用，能抑制TGF-β1表达及SMAD信号通路。体外实验发现，HSC中miR-663a靶向TGF-β/SMAD信号通路，并调控相关LncRNA的表达，推测LncRNA/miR-663a/TGF-β/SMAD信号通路在HSC活化过程中起到重要的作用；黄芪汤中有效组分黄芪总皂苷干预HSC对LncRNA/miR-663a/TGF-β/SMAD通路基因的表达有调控作用。因此，本项目在前期研究基础上，运用分子/细胞生物学及生物信息学等技术手段揭示LncRNA/miR-663a/TGF-β/SMAD信号通路在HSC活化中的分子机制，并以此阐释黄芪汤治疗肝纤维化的作用机理。此研究对于阐释肝纤维化形成机制、揭示中药抗肝纤维化机理研究，具有重要学术意义。

肝纤维化是由多种原因引起的慢性肝损害所导致的病理改变。肝星状细胞（HSC）活化是肝纤维化发生、发展的中心环节。LncRNA和miRNA通过调控基因表达影响HSC活化，其调控机制为肝纤维化发病机制和药物作用机理研究提供一个新的视角。本研究旨在探明Lnc-C18orf26-1/miR-663a/TGF-β/Smad信号通路在HSC活化中的作用及分子调控机制，并以此阐释黄芪汤（HQT）治疗肝纤维化的作用机理。研究发现，与正常肝细胞（L02）比较，HSC中miR-663a呈低表达，TGF-β1诱导HSC活化后miR-663a表达减少。过表达miR-663a能抑制HSC增殖，下调TGF-β1诱导活化的HSC中α-SMA和COL1A2蛋白表达，并能抑制TGF-β1/TGF-βR/Smads信号通路。Lnc-C18orf26-1在TGF-β1诱导活化后HSC中表达上调，竞争性结合miR-663a。敲低Lnc-C18orf26-1能抑制HSC增殖和活化，下调α-SMA和COL1A2表达，并阻滞miR-663a介导的TGF-β1/Smads。HQT能抑制HSC增殖，且呈浓度依赖性；HQT能促进肝正常细胞增殖，但中低浓度的效果较佳。HQT能促进TGF-β1诱导活化后HSC中TGF-β1对miR-663a的表达且呈浓度依赖性；HQT亦能抑制TGF-β1诱导活化后HSC中Lnc-C18orf26-1的表达，低浓度抑制效果最佳。HQT明显抑制活化后HSC中α-SMA、COL1A2、p-Smad2/3及TGF-βRI的表达。miR-663a抑制剂能逆转HQT对TGF-β1诱导HSC活化的抑制作用。网络药理学分析结果显示：HQT抗肝纤维化的主要作用靶点包括TERT、MET、TNF、TGF-β和MMPs等炎症因子；能影响受体、转录因子、酶和酶调节剂等功能性分子；调控癌症通路、癌症miRNAs、蛋白聚糖和PI3K-Akt等通路；影响激酶活性、NO合成、细胞增殖、细胞迁移、信号转导、DNA复制、磷酸化等生物进程。体现了“HQT抗肝纤维化”药理作用是通过多靶点和多途径的作用特点实现。同时，提示我们肝纤维化可能与TERT基因突变有关，且HQT有利于基因修复。此研究对于阐释肝纤维化形成机制、揭示中药抗肝纤维化机理研究，具有重要学术意义。