Perilipin-5蛋白调控肝星状细胞激活和高脂饮食性非酒精性脂肪肝的机制

Liver fibrogenesis is closely associated with nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD). Its mechanism remains elusive and no effective therapeutic strategy for this disease is available. Hepatic stellate cell (HSC) activation is a central event for the development of liver fibrosis. Quiescent HSCs contain lipid droplets (LDs), whose depletion upon activation, in turn, induces a fibrogenic gene program,leading to an increase of α-SMA and α (1)Ⅰ collagen. Loss of lipid droplets is a hallmark of HSC activation. Perilipin 5 (Plin 5), a lipid droplet-binding protein,improves formation of LDs in HSC. Leptin redues accumulation of LDs in HSC. Our pilot data show here that: 1, Plin 5 is highly expressed in quiescent HSCs and dramatically decreased following HSC activation, concomitant with depletion of LDs. 2, Lentiviral Plin 5 transduction inhibits growth and activation of passaged WT HSCs and augmented intracellular lipid accumulation, including triglyceride (TG) and FA. 3, Exogenous Plin5 reduces gene expression of leptin in HSC. To further investigate the role of Plin 5 in regulating HSC activation and diet-induced non-alcoholic fatty liver disease, and address the underlying mechanisms, we propose three specific aims: 1. Determine the function domains by which Plin 5 modulates lipid metabolism and examine its role in regulating gene expression and signaling pathway related to lipid metabolisms.2.Test whether Plin 5 regulates lipid metabolism and inhibits HSC growth by blocking leptin and its signaling pathway. 3. Evaluate the role of Plin 5 in inhibiting liver fibrogenesis and ameliorating non-alcoholic fatty liver disease in Plin 5 knockout (Plin 5-/-) mice models. These findings will elucidate the mechanisms by which Plin5 modulates hepatic stellate cell activation and nonalcoholic fatty liver disease, and provides novel targets for therapeutic strategy of fatty liver disease along with hepatic fibrosis.

肝纤维化与非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）密切相关，其发生机制尚不清楚，更缺乏有效的治疗手段。肝星状细胞（HSC）激活是肝纤维化发生的中心步骤。静态HSC含大量脂肪滴，脂肪滴丢失是其激活的重要标志，并顺势诱导纤维化相关基因表达。Perilipin 5（Plin5），一种脂滴结合蛋白，可促进HSC内脂肪滴的形成。瘦素可减少HSC内脂肪积累。我们前期研究发现:1、Plin5随着HSC激活表达下降；2、外源性Plin5可恢复HSC内脂肪储存并抑制HSC生长和激活；3、Plin5可降低HSC瘦素的表达。我们推测Plin5可阻断瘦素及其信号传导，调控脂肪代谢和抑制HSC的激活，阻止和逆转肝纤维化，影响NAFLD的发展过程。在前期研究基础上，本课题拟继续以肝纤维化及肥胖动物模型为平台，结合体外细胞培养，探讨Plin5调控肝星状细胞激活和高脂饮食性脂肪性肝病的机制，为治疗脂肪肝合并纤维化提供新的靶点。

肝纤维化与肥胖、II型糖尿病以及非酒精性脂肪肝 (NAFLD) 的发生密切相关。NAFLD包括了单纯性脂肪肝、以及由其演变的非酒精性脂肪性肝炎等一系列慢性肝损伤性疾病。约有1/3患者可发展为肝纤维化，肝硬化、甚至肝细胞肝癌。然而，其潜在的发病机制尚不明确。. 肝星状细胞（HSCs）位于肝实质细胞和窦状隙内皮细胞之间，是形成肝纤维化的主要细胞。在健康的肝脏里，HSC内具有富含视黄醇的脂滴（LDs），细胞处于静息期。在慢性肝损伤演变过程中，HSCs被多种细胞因子激活，向肌成纤维细胞样细胞转化，同时伴有LDs丢失、α-平滑肌肌动蛋白和胶原的合成增加，细胞外基质的形成和降解失衡，导致肝纤维化。这一过程被称为HSCs的激活。分离原代静息状态HSCs并在培养皿上培养，HSCs可自发性活化，此过程模仿体内所观察到HSCs的活化过程，为研究HSC活化机制和阐明干预和治疗肝纤维化提供良好的模型。目前，在促进HSCs活化方面的研究进展迅速，但尚未找到治疗和干预肝纤维化的有效方法。抑制或逆转HSCs的活化，或诱导活化HSCs凋亡，可能是治疗肝纤维化的新策略和有效方法。. Perilipin 5（PLIN5）是perilipin家族中最新确认的成员，主要在氧化组织中高表达，如心脏、棕色脂肪细胞、骨骼肌和肝脏，镶嵌于LDs表面。LDs是储存甘油三酯和胆固醇等中性脂质的细胞器，在维持哺乳动物脂质平衡中起重要作用。LDs几乎分布于所有类型的细胞中，包括静息状态的HSCs，但在不同组织细胞中具有不同的特征。最新的研究发现，细胞内的脂质含量可能影响HSCs活化状态。对LDs和相关基因的作用机制的研究对理解HSCs的活化过程有很大的帮助。目前有针对PLIN 5在肝脏细胞、心脏、骨骼肌和胰岛中的功能研究，涉及脂质代谢、胰岛素分泌和线粒体功能。PLIN5在调控心肌 、骨骼肌线粒体功能有独特的作用。有研究表明PLIN5可抑HSCs的活化过程，但PLIN5是否诱导活化HSCs的凋亡未见报道。. 我们的研究发现静息状态的HSCs激活后PLIN5含量显著降低，慢病毒异位表达PLIN5含量显著降低，慢病毒异位表达PLIN5可以通过激活AMPK信号通路抑制HSCs的增殖，并诱导活化HSCs的凋亡。为治疗和干预NAFLD相关的肝纤维化提供新的靶点。