支架蛋白IQGAP1促进肝肌成纤维细胞的迁移活性并参与肝纤维化的机制研究

Hepatic myofibroblasts (hMFs) play a central role in the pathogenesis of liver fibrosis. Hepatic stellate cells (HSCs) and bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMSCs) are two major sources of hMFs. In our previous studies, we have reported that sphingosine 1-phosphate (S1P) / S1P receptor 3 (S1PR3) axis triggers migration of HSCs and BMSCs toward injured livers, but the mechanisms need to be studied further. IQ motif containing GTPase activating protein 1 (IQGAP1) is a microfilament binding protein which involves in cell migration, and the role of IQGAP1 in liver fibrosis is unclear. Our preliminary results show that IQGAP1 expression was up-regulated in injured mouse livers. S1P induced IQGAP1 expression in S1PR3- and HuR-dependent way. In mouse liver fibrogenesis, miR-455-5p expression was down-regulated and showed a negative correlation with IQGAP1 mRNA expression. We will further explore the role of IQGAP1 in liver fibrosis and S1P/S1PR3 axis-induced cell migration, and how HuR and miR-455-5p regulate IQGAP1 expression in a post-transcriptional regulation manner. Our study will find new molecular mechanism even therapeutic target for liver fibrosis.

肝纤维化的重要表现是肝肌成纤维细胞（hMFs）在肝损伤部位大量聚集，肝星形细胞（HSCs）和骨髓间充质干细胞（BMSCs）是其重要来源。磷酸鞘胺醇（S1P）/S1P受体3（S1PR3）信号轴诱导HSCs、BMSCs迁移，机制尚待探讨。支架蛋白IQGAP1是参与细胞迁移的微丝结合蛋白，在肝纤维化中的作用尚无报道。前期结果显示，小鼠受损肝组织IQGAP1表达增加；S1P处理细胞中IQGAP1表达上调，该表达改变依赖于S1PR3和RNA结合蛋白HuR；小鼠肝损伤组织miR-455-5p表达下调且与IQGAP1表达呈负相关。在上述研究基础上，本研究拟结合动物实验、细胞功能学实验和分子生物学实验，系统探讨IQGAP1在HSCs、BMSCs迁移及肝纤维化中的作用，并从转录后调控角度研究HuR、miRNA调控IQGAP1表达的机制。这些研究将为肝纤维化发生机制乃至潜在干预靶点选择提供新的实验依据。

在肝纤维化过程中，骨髓间充质干细胞（BMSCs）等多种细胞可迁移至损伤肝脏区域，参与肝脏损伤过程。我们的前期研究发现，磷酸鞘胺醇（S1P）-磷酸鞘胺醇受体（S1PRs）信号轴可介导这些细胞的迁移，但其分子机制尚不清楚。支架蛋白IQGAP1是参与细胞迁移的微丝结合蛋白，在肝脏炎症/纤维化中的作用研究甚少。本项目以四氯化碳、蛋氨酸胆碱缺乏联合高脂饮食、胆管结扎术等不同方式制备小鼠肝纤维化模型，以小鼠原代BMSCs等细胞为主要研究对象，以IQGAP1为靶分子，系统探讨了IQGAP1在细胞迁移及肝脏纤维化中的作用机制，取得了一些重要发现：.1）在不同病因导致的小鼠肝损伤模型中，IQGAP1表达均上调，表明该现象具有普遍性，与病因无关。.2）IQGAP1主要表达于肝非实质细胞，尤其在肝肌成纤维细胞（hMFs）及巨噬细胞中有丰富表达，且与hMFs活化标志物及炎症标志物呈正相关，提示IQGAP1可能是肝脏炎症及纤维化的重要参与者。.3）通过注射siRNA敲减小鼠肝脏及骨髓细胞中的IQGAP1表达，证实IQGAP1的表达下降可显著减少BMSCs、骨髓来源单核巨噬细胞（BMMs）向损伤肝脏区域的迁移，进而减轻肝脏炎症及纤维化。提示IQGAP1作为肝脏炎症/纤维化潜在治疗靶点的价值。.4）阐明了IQGAP1参与BMSCs迁移的分子机制：S1P-S1PR3活化IQGAP1并使其转位至细胞膜边缘，进而引起BMSCs细胞骨架重塑及迁移；进一步实验表明S1P-S1PR3信号轴引起小G蛋白Rac1和Cdc42的活化，结合并激活IQGAP1；活化的IQGAP1使Rac1/Cdc42的活化状态更加稳定，IQGAP1及Rac1/Cdc42共同调控BMSCs迁移。.5）明确了IQGAP1参与BMMs迁移的分子机制：S1P-S1PR2/3上调BMMs中转录后调控因子HuR的表达，HuR可与miR-455-5p共同调控IQGAP1表达；通过此方式，S1P-S1PR2/3上调BMMs中IQGAP1的表达并诱导BMMs迁移。.以上研究成果阐明了IQGAP1对于肝脏炎症、纤维化的重要调控作用，进一步阐明了肝脏炎症及纤维化发生的分子机制，为疾病的治疗提供了新的思路和治疗靶点。