南模生物模式小鼠為肝損傷修復實驗做出重要貢獻

肝臟被稱為人體的“生命塔”，承擔著代謝，解毒，免疫，消化等重要的人體機能。肝臟擁有強大的代償功能，一般輕傷不下火線。但當今社會快速的工作節(jié)奏和不規(guī)律的生活習慣，使得肝損傷在現(xiàn)代人群中成為一種常態(tài)，因此，關于肝損傷修復及其分子調(diào)控機制一直是學術研究熱點。

最近幾年利用譜系示蹤技術發(fā)現(xiàn)，肝臟損傷后主要是通過肝細胞重編程的方式實現(xiàn)肝細胞的再生（并非來源于干細胞分化），即肝細胞在受到門靜脈肝臟損傷時，肝細胞去分化成肝祖細胞樣細胞（LPLCs），促進肝臟的再生。

但是關于肝細胞發(fā)生重編程的分子基礎，尤其是表觀遺傳調(diào)控機制，目前仍然不清楚。

7月3日，國際學術期刊Cell Stem Cell 在線發(fā)表了題為A Homeostatic Arid1a-Dependent Permissive Chromatin State Licenses Hepatocyte Responsiveness to Liver-Injury-Associated YAP Signaling 的研究論文。該研究成果由中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心/生物化學與細胞生物學研究所惠利健組與中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所李亦學組合作完成。

研究發(fā)現(xiàn)：染色體重塑調(diào)控蛋白Arid1a維持一系列與干性和再生相關基因染色質(zhì)呈開放的狀態(tài)，當肝細胞受到損傷時，可幫助肝臟損傷活化的轉錄因子Yap入核，結合到染色質(zhì)呈開放狀態(tài)的靶基因上，激活肝細胞重編程相關基因的表達，進而促進肝細胞去分化的發(fā)生。

本研究中發(fā)現(xiàn)的表觀遺傳修飾和轉錄因子活性協(xié)同調(diào)控細胞命運的機制，對于研究其它組織再生修復具有重要意義。

南模生物為該研究構建了Arid1a^3xflag 和Yap^3xflag小鼠模型。

該研究中，科研人員發(fā)現(xiàn)SWI/SNF復合物的關鍵組分Arid1a可特異的調(diào)控肝細胞重編程。若在肝細胞中特異性敲除Arid1a基因，會抑制肝臟門靜脈損傷所誘導的肝細胞去分化，導致肝臟的損傷修復出現(xiàn)缺陷。

Fig.1 門靜脈周圍損傷時，肝細胞向肝祖細胞樣細胞轉化所需的Arid1a

那Arid1a蛋白是如何在損傷再生的肝細胞中發(fā)揮作用呢？

鑒于Arid1a是染色質(zhì)重塑復合體的重要組分，科研人員通過ATAC-seq技術研究染色質(zhì)開放區(qū)域。發(fā)現(xiàn)Arid1a蛋白可與LPLC相關基因(誘導肝祖細胞樣細胞產(chǎn)生)的增強子區(qū)域結合，維持該系列基因染色質(zhì)保持開放狀態(tài)。對靜息狀態(tài)下的Arid1a^3xflag及喂食DDC造成肝損傷的Arid1a3xflag小鼠進行ChIP-qPCR分析，發(fā)現(xiàn)：不管是靜息狀態(tài)還是肝損傷，Arid1a都可與LPLC相關基因結合。

Fig.2 Arid1a通過染色質(zhì)重塑控制肝臟祖細胞樣細胞的形成

Arid1a蛋白在靜息狀態(tài)已經(jīng)發(fā)揮功能，維持一系列與干性和再生相關的基因染色質(zhì)保持開放的狀態(tài)，賦予肝細胞及時應對損傷修復。當肝臟受到損傷時，Yap（一種關鍵的再生信號傳導途徑）會迅速入核，結合到染色質(zhì)呈開放狀態(tài)的靶基因上，激活肝細胞重編程相關基因的表達，促進成熟肝細胞去分化為肝祖細胞樣細胞，實現(xiàn)肝臟的再生。

Fig.3 Arid1a介導的染色質(zhì)預打開狀態(tài)是肝祖細胞樣細胞形成的基礎

Highlights

➤該研究利用Arid1a肝臟特異性敲除小鼠，發(fā)現(xiàn)Arid1a基因敲除會抑制肝細胞的去分化，導致肝臟的損傷修復出現(xiàn)缺陷，證明Arid1a在肝臟修復再生過程中發(fā)揮了重要作用。

➤ 該研究證明染色體重塑蛋白Arid1a維持肝細胞重編程基因在肝細胞中的開放狀態(tài)，有利于轉錄因子結合，開啟重編程相關基因的表達，誘導重編程的發(fā)生，揭示了表觀遺傳修飾和轉錄因子活性協(xié)同調(diào)控細胞命運的機制。

➤該研究將染色體重塑蛋白Arid1a介導的表觀遺傳調(diào)控與在細胞干性和分化相關的Hipp/Yap信號通路建立了聯(lián)系。該研究發(fā)現(xiàn)Arid1a介導的重編程基因預打開，幫助了Yap對重編程相關基因的轉錄激活，使肝細胞具有響應Hippo/Yap信號通路潛能的分子基礎。

Fig.4 Arid1a調(diào)控損傷誘導的肝細胞重編程機制

南模生物提供全方位模式生物服務，包括模型定制服務、成品模型、飼養(yǎng)繁育、表型分析、藥物篩選，可提供小鼠、大鼠、斑馬魚及線蟲模型，滿足不同實驗室需求。
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