肝星状细胞中Smad2/3的O-GlcNAc糖基化修饰在肝纤维化发生发展中功能和机制研究

Liver fibrosis represents the consequences of a sustained wound healing response to chronic liver injury and finally progressive into cirrhosis. Cirrhosis is also considered a pre-cancerous state, and represents a significant health problem estimated to affect over 100 million people. HSCs activation is considered to be the central event of liver fibrosis. This process is associated with the increased expression of contractile filaments such as α-smooth muscle actin (α-SMA) and production of extracellular matrix (ECM), and a large amount of production of pro-fibrogenic factors. In our study, we found the O-GlcNAc modification of Smad2/3, which are the important transcriptional factors in TGF-β1 pathway of liver fibrosis. And we will investigate the role of O-GlcNAc modification on HSCs transdifferentiation and liver fibrosis progression. Also we evaluated whether the O-GlcNAc modification level in HSCs correlated with the stage of liver fibrosis in clinical cases, and investigate liver fibrosis progression by changing the O-GlcNAc modification level in the liver to provide the potential target for liver fibrosis therapy.

肝纤维化是由于各种慢性肝脏损伤所导致的一系列持续的损伤修复反应，最终发展为肝硬化。肝硬化也被认为是癌症前状态，在世界范围内，已影响到近100,000,000人的健康。肝星状细胞的活化被认为是肝纤维化发生的中心事件。这一过程伴随着α-SMA的表达增加，大量的细胞外基质的产生及促纤维化因子成分的增加。在本项目中，我们首次对肝纤维化中发挥重要作用的TGF-β1下游转录因子Smad2/3的O-GlcNAc糖基化修饰进行研究，同时对Smad2/3的O-GlcNAc糖基化修饰位点进行鉴定。我们将研究Smad2/3的O-GlcNAc糖基化修饰对HSCs活化的调控作用及其发挥作用的机制，同时对纤维化肝脏HSCs中O-GlcNAc糖基化修饰与临床肝纤维化程度的相关性进行分析，并研究肝脏内的O-GlcNAc糖基化修饰的改变对肝纤维化发生发展的干预作用，以期为肝纤维化的治疗提供新的靶点。

肝纤维化是由于各种慢性肝脏损伤所导致的一系列持续的损伤修复反应，最终发展为肝硬化。肝硬化也被认为是癌症前状态，在世界范围内，已影响到近100,000,000人的健康，而在肝纤维化阶段，如果进行有效的干预治疗，肝纤维化的病程可以得到逆转。肝星状细胞的活化被认为是肝纤维化发生的中心事件。这一过程伴随着α-SMA的表达增加，大量的细胞外基质的产生及促纤维化因子成分的增加。O-连接的β-N-乙酰葡萄糖胺（O-GlcNAc）修饰是一种广泛存在于细胞浆和细胞核蛋白质丝/苏氨酸上的动态、可逆的翻译后修饰，调控蛋白质的多种功能和细胞进程，与多种纤维化疾病机制密切相关。本项目研究肝纤维化重要转录因子Smad3的O-GlcNAc糖基化修饰，对肝星状细胞活化的调控作用和分子机制以及对肝纤维化发生发展的调控作用。同时，我们对临床肝纤维化病人HSCs中O-GlcNAc糖基化修饰水平与肝纤维化程度进行相关性分析；研究O-GlcNAc糖基化修饰水平的改变对肝纤维化发生发展的干预作用。通过实验证实，肝星状细胞中Smad3存在O-GlcNAc糖基化修饰，该修饰抑制其磷酸化，影响Smad3的转位入核，及下游促纤维化基因的表达，从而抑制肝星状细胞活化。我们在肝星状细胞中OGT特异性缺失的小鼠中证实，O-GlcNAc糖基化修饰水平低下加速模型小鼠肝纤维化的发展。同时，我们发现纤维化肝脏HSCs中O-GlcNAc糖基化修饰水平与临床肝纤维化程度呈正相关，而补充肝脏中的O-GlcNAc糖基化修饰水平则可缓解各种病因造成的小鼠肝纤维化的进展。通过本项目的研究结果证实，转录因子Smad3存在O-GlcNAc糖基化修饰，HSCs中O-GlcNAc糖基化修饰水平调控肝纤维化进展，因此，可能为肝纤维化的治疗提供新的靶点。