2022年8月16日，中國科學(xué)院上海營(yíng)養與健康研究所丁秋蓉研究組在Journal of Hepatology期刊在線(xiàn)發(fā)表了標題為“MRG15 aggravates nonalcoholic steatohepatitis progression through regulating the mitochondrial proteolytic degradation of TUFM”的研究論文。該研究發(fā)現在NASH發(fā)生過(guò)程中，炎癥因子會(huì )增強MRG15的蛋白穩定性，而MRG15會(huì )在線(xiàn)粒體外膜與TUFM相互作用并下調TUFM的82和91賴(lài)氨酸位點(diǎn)乙酰化水平，從而促進(jìn)TUFM被線(xiàn)粒體ClpXP蛋白酶體降解。肝臟中TUFM的減少會(huì )導致線(xiàn)粒體自噬受到抑制、氧化應激增加以及NLRP3炎癥小體的激活，加重炎癥和纖維化。在肝臟中敲除MRG15后可以顯著(zhù)減緩小鼠NASH發(fā)展進(jìn)程，該研究為NASH治療提供了潛在的靶點(diǎn)。
在21世紀，非酒精性脂肪肝病（nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD）的全球發(fā)病率迅速增長(cháng)，已經(jīng)成為了最常見(jiàn)的慢性肝病。早期的NAFLD被稱(chēng)為非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver, NAFL），其病理特征為肝臟脂肪變性。當NAFLD發(fā)展到后期會(huì )成為非酒精性脂肪肝炎（nonalcoholic steatohepatitis, NASH），除了肝臟脂肪變性外還會(huì )有肝臟炎癥和纖維化出現。到了NASH階段不及時(shí)進(jìn)行治療，就有可能繼續發(fā)展成肝硬化甚至肝細胞癌，嚴重威脅人類(lèi)生命健康。NASH發(fā)病機制十分復雜，雖然有多款針對NASH的藥物在進(jìn)行臨床試驗，但目前依舊沒(méi)有治療NASH的藥物被批準上市，因此深入探究NASH的發(fā)病機制和尋找NASH的潛在靶點(diǎn)對于NASH的治療至關(guān)重要。
致死因子4同源蛋白1（Mortality factor 4 like 1, MORF4L1）屬于MORF4家族，因為其位于人的第15號染色體上，所以也被稱(chēng)為MRG15。MRG15被認為是一個(gè)定位在細胞核的表觀(guān)調控因子，參與在調控細胞增殖、DNA修復和胚胎發(fā)育過(guò)程。丁秋蓉研究組在前期工作中發(fā)現，MRG15可以節律性調控表觀(guān)染色質(zhì)重塑和脂質(zhì)合成進(jìn)而促進(jìn)高脂喂養誘導的小鼠肝臟脂肪變性（Nature metabolism?2020, 2(5):447-460）。然而，MRG15是否可以在NASH發(fā)展過(guò)程中參與調控炎癥和纖維化并不清楚。
在最新研究工作中，研究人員首先發(fā)現NASH小鼠肝臟和NASH患者肝臟中（商業(yè)化購得），MRG15蛋白水平發(fā)生上調，進(jìn)一步探究發(fā)現在NASH發(fā)展過(guò)程中，炎癥因子可以通過(guò)上調MRG15的乙酰化水平進(jìn)而增強MRG15的蛋白穩定性。當通過(guò)CRISPR技術(shù)在小鼠肝臟組織中敲除MRG15后可以顯著(zhù)改善NASH小鼠肝臟脂肪變性、炎癥和纖維化情況，表明MRG15在NASH發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用。通過(guò)與早期及后期NASH患者肝臟轉錄組比對分析發(fā)現，MRG15敲除后所改變的通路與在NASH患者后期失調的通路有更高的相關(guān)性，這些通路主要是炎癥和纖維化相關(guān)通路，然而炎癥和纖維化相關(guān)通路中的基因并不是MRG15直接靶向結合的基因，暗示著(zhù)MRG15很有可能通過(guò)發(fā)揮獨立于表觀(guān)調控的功能影響炎癥和纖維化。
接下來(lái)，研究人員通過(guò)分離細胞組分發(fā)現MRG15不僅定位在細胞核中，還定位在細胞質(zhì)和線(xiàn)粒體外膜上。通過(guò)CoIP-MS尋找MRG15相互作用蛋白發(fā)現，MRG15的確和一些線(xiàn)粒體定位蛋白存在相互作用，其中就包括線(xiàn)粒體Tu翻譯延伸因子（TUFM）。TUFM在之前的研究中被發(fā)現可以促進(jìn)線(xiàn)粒體自噬和降低ROS，這對于NASH發(fā)展可能會(huì )起到保護作用。通過(guò)進(jìn)一步探究發(fā)現，MRG15可以通過(guò)降低TUFM的82和91賴(lài)氨酸位點(diǎn)乙酰化水平進(jìn)而加速TUFM被線(xiàn)粒體ClpXP蛋白酶體降解。而敲除MRG15后可以通過(guò)增強TUFM的蛋白穩定性進(jìn)而促進(jìn)線(xiàn)粒體自噬和降低ROS水平，從而減緩肝細胞損傷。有趣的是，TUFM在NASH患者的肝臟中也表現出明顯的降低，并且與MRG15的水平呈現顯著(zhù)負相關(guān)，提示該機制同樣存在于NASH患者的發(fā)病過(guò)程中。
最后，為了探究MRG15對NASH的影響是否依賴(lài)于TUFM，研究人員在小鼠肝臟中同時(shí)敲除了MRG15和TUFM，發(fā)現MRG15和TUFM同時(shí)敲除后雖然可以改善NASH小鼠的肝臟脂肪變性，但是卻不能改善肝臟炎癥和纖維化情況，進(jìn)一步表明MRG15在NASH發(fā)展過(guò)程中對肝臟脂肪變性的影響是依賴(lài)于其表觀(guān)調控脂合成基因表達的功能，而對炎癥和纖維化的影響則是依賴(lài)于對TUFM的蛋白穩定性調控。
圖一：MRG15調控TUFM穩定性并促進(jìn)NASH發(fā)展
綜上，該研究揭示了MRG15-TUFM軸對簡(jiǎn)單的肝臟脂肪變性向NASH后期發(fā)展過(guò)程中所發(fā)揮的作用，并且發(fā)現該作用不依賴(lài)于MRG15的表觀(guān)重塑功能，為NASH治療提供了潛在的靶點(diǎn)。
中國科學(xué)院上海營(yíng)養與健康研究所丁秋蓉研究員為該論文通訊作者，博士后田程為論文第一作者。這項工作得到了句容市人民醫院閔學(xué)文主任，中科院上海營(yíng)養與健康研究所李于和周犇研究員，和香港中文大學(xué)Kathy O Lui教授的支持和幫助。該研究還得到了中國科學(xué)院上海營(yíng)養與健康研究所公共技術(shù)平臺和動(dòng)物平臺的支持。
文章鏈接：https://www.journal-of-hepatology.eu/article/S0168-8278(22)02981-6/fulltext
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