生物钟基因Per2对肝细胞成脂性转化的调控作用

Our previous studies showed that there is a phenotype transfomation of hepotocyte to adipocyte in NAFLD, namely "adipogenic transformation". The expression of specific function proteins decreased, while adipocyte markers expressed. We found that the circadian clock gene Per2 may be involved in and aggravate the adipogenic transformation of hepatocytes. In steatotic hepatocyte, Perilipin 5 could regulate lipid decomposition of hepatocyte through the influence of lipid droplets metabolism in the mitochondria. It's an important factor of adipogenesis. We analysed of perilipin 5 transcription regulation of the proximal promoter by bioinformatics algorithm and found a NRE regulatory element so that circadian clock gene Per2 may bind to its' promoter. Therefore, we speculate that Per2 may regulate Perilipin 5 and its substrate in the adipogenic transformation of hepatocytes. We'll test this hypothesis by transgenic mice model, transcriptional and post transcriptional modification in vivo and in vitro, and propose new insights into the pathogenesis of NASH.

我们前期实验证实并提出了在NAFLD中存在肝脏细胞向脂肪细胞的表型转化，即肝细胞的“成脂性转化”，其特异性功能蛋白表达下降，而脂肪细胞标记物表达升高。我们预实验发现生物钟基因Per2可能参与并加重了肝细胞的成脂性转化。有研究证实脂肪变的肝细胞内Perilipin5 能通过影响脂滴在线粒体中的分解调节肝细胞内脂质储积，是促进NAFLD发生的重要成脂性因素。我们通过生物信息学分析发现Perilipin5近端启动子存在一个NRE调节元件使生物钟基因Per2可能结合到Perilipin5的启动子。因此，我们推测生物钟基因可能通过调控Perilipin5及其活化相关底物参与肝细胞的脂质代谢。本课题拟运用转基因标记的动物模型、转录及转录后调控的方法在体内和体外验证生物钟基因可能通过Per2-Perilipin5通路参与肝细胞的成脂性转化，从而对NASH的发病机制提出新的见解。

非酒精性脂肪性肝炎（NASH）是一种慢性进展性疾病，随着发病率的逐年升高，给社会造成了巨大的负担。虽然NASH得到了广泛的研究，但其发病机制仍不清楚，且目前仍没有有效的药物治疗。限时喂养（TRF）被证明在不影响患者热量摄入的情况下可缓解代谢性疾病并被认为可用于NASH的治疗，我们在研究TRF治疗NASH的疗效和机制时发现TRF可通过抑制生物钟基因Per2的表达抑制小鼠NASH。因此，我们使用肝细胞特异性Per2敲除小鼠研究Per2参与NASH的机制，测序结果显示在敲除基因Per2的小鼠中铁死亡明显减轻，表明Per2可通过促进铁死亡参与NASH。另外，我们使用铁死亡抑制剂探索铁死亡参与NASH的机制。研究结果显示，铁死亡抑制剂可缓解NASH同时促进PPARα的表达，表明铁死亡通过抑制PPARα参与NASH。结合AML12细胞系及原代肝细胞的研究，我们在细胞水平上证实了Per2通过促进铁死亡进而参与NASH的发生发展。总而言之，我们的研究表明Per2可促进铁死亡的发生，而铁死亡则通过抑制PPARα参与NASH。本项目验证了Per2以及铁死亡在NASH中的作用，揭示了生物钟基因表达异常对人体健康的影响以及饮食节律紊乱对人体健康的影响，并为将来药物治疗NASH提供了新的治疗靶点。