线粒体动态在肝纤维化贮脂细胞表型转化中的调控机制

Live fibrosis is a consequence of continuous injury to the liver and results in cirrhosis. Activation of hepatic stellate cells (HSCs) plays a key role in the pathogenesis of liver fibrosis. We hypothesize that increased production of reactive oxygen species (ROS) caused by chronic liver injury may induce oxidation of mitochondrial DNA (mtDNA) reflected by mtDNA mutations, and may induce mitochondrial dysfunction and disorder of mitochondrial dynamics which may trigger HSCs transition to myofibroblasts and deposition of extracellular matrix. We propose to detect the mitochondrial heterogeneity in the process of HSCs transition using carbon tetrachloride (CCl4)-induced liver fibrosis in vivo and cultured HSCs in vitro, to compare the microRNA expression profiles during liver tissues fibrogenesis and the process of HSCs activation using microRNA microarray, and to screen and validate HSCs transition related mitochondrial microRNAs. Regulation of mitochondrial dynamics may offer a novel strategy for the provention and treatment of liver fibrosis.

肝纤维化是各种慢性肝病发展到肝硬化必经的病理改变。贮脂细胞活化是肝纤维化发生、发展的关键环节。基于国内外研究现状和本实验室以往研究工作基础，我们提出如下假说：肝纤维化是由于各种原因产生的过量氧自由基，导致线粒体基因组DNA氧化应激损伤,线粒体动态调节失代偿, 引起贮脂细胞转化为肌成纤维细胞，造成ECM大量产生及过度沉积。本研究拟利用体内大鼠四氯化碳肝纤维化模型及体外肝贮脂细胞活化模型，探讨肝纤维化贮脂细胞表型转化过程中线粒体的异质性。应用高通量线粒体microRNA 芯片技术，对肝纤维化模型各期肝组织和肝贮脂细胞活化过程进行线粒体microRNA 谱检测，筛选并验证与肝纤维化贮脂细胞表型转化相关的线粒体microRNA及其对线粒体动态调控机制，从而为临床预防或治疗肝纤维化提供新思路。

多种持续性损伤因素，包括病毒性肝炎、过度饮酒、代谢性疾病、自身免疫性疾病以及胆源性肝病可引起肝脏发生纤维化, 随着病情演变最终进展至肝硬化。肝硬化以过量的细胞外基质（extracellular matrix, ECM）的沉积和再生肝细胞结节为组织学特征。由于肝脏结构的破坏和肝细胞的缺失，肝脏不能进行正常的合成和代谢。肝硬化逐渐进展为肝衰竭、甚至肝细胞癌。然而，日益增长的研究结果显示，如果诱发因素能够被成功移除，肝纤维化是一个可逆的病理过程。 但目前治疗多针对于原发性疾病，缺乏肝纤维化的特异性治疗。在肝内，肌成纤维细胞（myofibroblasts）是产生ECM的细胞来源，且只存在于损伤后的肝脏，而不存在于正常肝脏。活化的肌成纤维细胞在肝硬化的病理过程中起着重要作用，成为治疗肝硬化的新靶点。本研究探讨了肝纤维化过程中氧化应激的来源及其导致肝星形细胞（HSCs）线粒体损伤和表型转化为肌成纤维细胞的机制，并采用 microRNA 微阵列芯片技术检测肝纤维化各期肝组织贮脂细胞（肌成纤维细胞）和原代HSCs活化过程的microRNA 的表达图谱，筛选并验证与肝纤维化贮脂细胞表型转化相关的线粒体microRNA及其对线粒体动态的调控机制。本研究筛选出15种microRNAs在纤维化肝组织中明显下调，12种microRNAs明显上调。其中miR-706在CCl4及胆管结扎引起的肝纤维化模型及人肝硬化组织中显著下调，并且在该基因在人类miRNA库及肝脏疾病中尚未见报道。qPCR及原位杂交进一步验证miR-706表达于人，大鼠，小鼠，并且证实miR-706下调导致PKCα和Taok1的上调在肝纤维化中起着重要作用。通过外源性给予miR-706,抑制PKCα/Taok1信号通路，可以减轻肝纤维化病变。本研究为肝纤维化临床演进的控制和治疗提供了新的靶点。