上皮间质转化相关转录因子Goosecoid在肝纤维化中对肝星状细胞的肌成纤维细胞转分化的调节及机制

Myofibroblastic transdifferentiation of hepatic stellate cells (HSC MTD) plays a key role in liver fibrosis. Epithelial-mesenchymal transition (EMT) of HSC promotes its MTD, and therefore leads to liver fibrosis. Goosecoid (GSC) induced EMT in embryonic development and tumor metastasis, however the role of GSC in EMT related to organ fibrosis is still unclear. TGF-β, the key growth factor responsible for liver fibrosis, up-regulates GSC. We hypothesized that GSC might promote HSC MTD and liver fibrosis by inducing EMT of HSC. We plan to investigate the expression and function of GSC in HSC MTD and EMT by establishing the animal models of liver fibrosis and cell models of HSC MTD. To clarify the underlying mechanism, the downstream target protein of GSC will be screened using gene chip technology and prediction for the binding site on the DNA. The promotion role of GSC in liver fibrosis in vivo will be confirmed by HSC-specific overexpression and knockdown strategies by infection with the adeno-associated virus (AAV) vectors in the liver fibrosis mouse model. Our study is the first to investigate the role of GSC in HSC MTD and liver fibrosis. We explored the function and underlying mechanism of GSC in HSC EMT for the first time, which provide new insights into the mechanism of liver fibrosis.

肝星状细胞的肌成纤维细胞转分化（HSC MTD）是肝纤维化的关键环节。HSC上皮间质转化（EMT）可促进其MTD，从而导致肝纤维化。Goosecoid（GSC）可诱导胚胎发育及肿瘤转移相关的EMT，而其在器官纤维化相关EMT中的作用尚无报道。促肝纤维化因子TGF-β可上调GSC表达。我们推测GSC可能通过诱导EMT，促进HSC MTD，参与肝纤维化形成。本研究拟通过建立肝纤维化小鼠模型及HSC MTD细胞模型，从整体及细胞水平观察肝纤维化形成中，GSC的表达及其在HSC MTD及EMT中的功能，并通过基因芯片及结合位点预测筛选GSC的靶蛋白，阐明其分子机制。并以腺相关病毒为载体，在肝纤维化小鼠中介导HSC特异性的GSC过表达及敲低，在整体水平验证其功能。本研究首次探讨GSC与HSC MTD及肝纤维化的关系，首次研究GSC在HSC EMT中的作用及其机制。为阐明肝纤维化机制提供了新思路。

肝星状细胞的肌成纤维细胞转分化（HSC MTD）是肝纤维化的关键环节。HSC上皮间质转化（EMT）可促进其MTD，从而导致肝纤维化。Goosecoid（GSC）可诱导胚胎发育及肿瘤转移相关的EMT，而其在器官纤维化相关EMT中的作用尚无报道。本项目按照原计划完成研究目标，通过建立肝纤维化小鼠模型及HSC MTD细胞模型，从整体及细胞水平观察肝纤维化形成中，GSC的表达及其在HSC MTD及EMT中的功能，并通过ChIP-Seq筛选GSC的靶蛋白，阐明其分子机制。同时以腺相关病毒为载体，在肝纤维化小鼠中介导HSC特异性的GSC敲低，在整体水平验证其功能。本项目发现GSC在CCl4诱导及BDL两种肝纤维化小鼠模型中，具有促肝纤维化功能。在细胞水平可通过EMT促进HSC MTD，GSC结合于EMT相关蛋白VE-cadherin的启动子，通过上调其表达促进EMT，促进HSC MTD及肝纤维化。在此基础上，本项目聚焦肝纤维化发生机制的核心问题，进一步研究了一种在肝纤维化中，血清水平升高的炎症因子sTREM-1促进肝纤维化的功能，并进一步筛选验证了sTREM-1的HSC膜受体Robo2及其下游信号通路PI3K/Akt和Smad2/3。本项目还研究了一种抗氧化剂MitoQ在肝纤维化中的治疗作用，并明确了其在此过程中对线粒体自噬的抑制作用。本项目丰富了肝纤维化发生的分子机制，为肝纤维化治疗提供了新靶点。.本项目在实施过程中，通过构建携带蛋白沉默序列的特异性靶向HSC的腺相关病毒载体（AAV-shRNA），进行尾静脉注射，成功实现了两个蛋白GSC及Robo2的HSC特异性敲低，并在实验性肝纤维化小鼠模型中观察到了良好的治疗效果。该AAV载体可成为研究HSC蛋白功能的重要工具，具有非常广阔的应用前景。并且AAV载体本身免疫原性低、致病性弱，本项目构建的HSC特异性AAV载体仅通过外周静脉注射即可实现特异器官特异细胞的DNA精准导入，具有较高的临床转化价值。