文獻(xiàn)解讀：小鼠模型助力揭示SLC27A5在肝纖維化進(jìn)展中的作用機制

膽汁酸代謝異常與非酒精性脂肪性肝�。∟AFLD）、肝纖維化、肝硬化等慢性肝臟疾病進(jìn)展密切相關(guān)^[1]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，膽汁酸水平隨NAFLD患者纖維化進(jìn)展而升高^[2]。在NASH相關(guān)肝硬化及HBV相關(guān)肝硬化患者體內(nèi)，膽汁酸成分均出現(xiàn)異常改變^[3,4]。但膽汁酸成分的改變在肝纖維化進(jìn)展中的作用仍不清楚。

正常生理情況下，膽汁酸在肝臟產(chǎn)生并與甘氨酸或�；撬峤Y(jié)合，排入腸道后促進(jìn)脂質(zhì)和脂溶性維生素的吸收^[5]。2012年，有研究者報道了一個特殊的新生兒病例，該患者肝組織活檢顯示出廣泛的纖維化，而其血漿和尿液中的膽汁酸超過85%均為未結(jié)合形式；為進(jìn)一步探究病因，通過基因測序發(fā)現(xiàn)該患者膽汁酸結(jié)合關(guān)鍵酶SLC27A5出現(xiàn)了純合突變^[6]。SLC27A5又稱為脂肪酸轉(zhuǎn)運蛋白5（FATP5），屬于溶質(zhì)載體27家族成員，其主要功能是參與長鏈脂肪酸轉(zhuǎn)運和膽汁酸結(jié)合^[7]。已有研究發(fā)現(xiàn)，SLC27A5基因缺失小鼠出現(xiàn)膽汁酸結(jié)合缺陷^[8]。SLC27A5表達(dá)水平與NAFLD患者肝臟氣球樣變和肝纖維化進(jìn)展呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)^[9]。因此，SLC27A5是否通過調(diào)節(jié)膽汁酸的結(jié)合，進(jìn)而在肝纖維化進(jìn)展中發(fā)揮重要作用有待進(jìn)一步研究。

2023年11月13日，重慶醫(yī)科大學(xué)感染性疾病教育部重點實驗室黃愛龍/唐霓課題組在Advanced Science（IF=15.1）雜志在線發(fā)表了題為“Loss of SLC27A5 Activates Hepatic Stellate Cells and Promotes Liver Fibrosis via Unconjugated Cholic Acid”的研究論文。該研究以膽汁酸代謝異常促進(jìn)肝纖維化進(jìn)展這一臨床問題為出發(fā)點，探究了膽汁酸代謝酶SLC27A5在肝纖維化進(jìn)展中的作用及其分子機制，為臨床膽汁酸成分異�；颊叩闹委熖峁┝诵滤悸贰�重慶醫(yī)科大學(xué)唐霓教授、陳昶副研究員和黃愛龍教授為該論文的共同通訊作者。伍康博士、劉異博士、夏杰副研究員和劉佳樂碩士為該論文共同第一作者。
 

圖片來源：Advanced Science
（https://doi.org/10.1002/advs.202304408）

研究材料
該研究使用了臨床肝硬化患者肝組織和血清樣本，構(gòu)建了SLC27A5基因敲除小鼠（由賽業(yè)提供，產(chǎn)品編號S-KO-08526）及纖維化小鼠模型，正常人肝細(xì)胞系MIHA及肝星狀細(xì)胞系LX-2等進(jìn)行實驗。

研究方法
該研究使用了多種技術(shù)方法，包括：GEO數(shù)據(jù)庫分析，轉(zhuǎn)錄組學(xué)，免疫組化染色，Western blot，QPCR，ChIP，熒光素酶實驗和高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）等技術(shù)。

技術(shù)路線
01 差異表達(dá)基因SLC27A5的篩選與鑒定
02 構(gòu)建SLC27A5基因敲除小鼠和肝纖維化模型
03 SLC27A5缺失促進(jìn)肝纖維化機制分析
04 驗證回復(fù)SLC27A5減輕肝纖維化的作用

研究結(jié)果
該研究首先通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，SLC27A5在肝纖維化患者中呈現(xiàn)低表達(dá)，并在臨床肝硬化樣本中進(jìn)行了驗證。
 

SLC27A5在肝纖維化組織中低表達(dá)^[10]

為了進(jìn)一步探究SLC27A5在肝纖維化進(jìn)展中的作用，作者進(jìn)一步構(gòu)建了SLC27A5全身敲除小鼠（Slc27a5^-/-小鼠，由賽業(yè)生物提供），發(fā)現(xiàn)SLC27A5缺失誘導(dǎo)了小鼠自發(fā)肝纖維化，表明SLC27A5在肝纖維化進(jìn)展中發(fā)揮了重要作用。
 

SLC27A5缺失導(dǎo)致小鼠肝纖維化發(fā)生[10]

為了解析SLC27A5缺失促進(jìn)肝纖維化進(jìn)展的分子機制。研究人員通過共培養(yǎng)實驗及高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS）等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞SLC27A5缺失通過產(chǎn)生大量未結(jié)合膽酸（CA）促進(jìn)了肝星狀細(xì)胞的活化。在SLC27A5敲除小鼠和臨床肝硬化患者血清中，都檢測到CA水平的顯著增加。進(jìn)一步通過轉(zhuǎn)錄組測序發(fā)現(xiàn)，CA誘導(dǎo)了肝星狀細(xì)胞中促纖維化轉(zhuǎn)錄因子EGR3的上調(diào)，促進(jìn)了肝星狀細(xì)胞α-SMA和I型膠原等基因的表達(dá)。最后，在肝纖維化小鼠模型中回復(fù)SLC27A5的表達(dá)或抑制肝臟CA的累積，有效抑制了肝纖維化進(jìn)程。

研究結(jié)論
該研究發(fā)現(xiàn)SLC27A5缺失在肝纖維化進(jìn)展中發(fā)揮重要作用，首次揭示了小鼠膽汁酸成分異常導(dǎo)致肝星狀細(xì)胞活化進(jìn)而促進(jìn)肝纖維進(jìn)展新機制，該研究也為臨床肝纖維化的診斷和治療提供了預(yù)測指標(biāo)和潛在的干預(yù)靶點。

參考文獻(xiàn)：
[1] Fuchs C D, Trauner M. Role of bile acids and their receptors in gastrointestinal and hepatic pathophysiology[J]. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2022, 19(7): 432–450.
[2] Caussy C, Hsu C, Singh S, et al. Serum bile acid patterns are associated with the presence of NAFLD in twins, and dose-dependent changes with increase in fibrosis stage in patients with biopsy-proven NAFLD[J]. Alimentary Pharmacology & Therapeutics, 2019, 49(2): 183–193.
[3] Sydor S, Best J, Messerschmidt I, et al. Altered Microbiota Diversity and Bile Acid Signaling in Cirrhotic and Noncirrhotic NASH-HCC[J]. Clinical and Translational Gastroenterology, 2020, 11(3): e00131.
[4] Wang X, Xie G, Zhao A, et al. Serum Bile Acids Are Associated with Pathological Progression of Hepatitis B-Induced Cirrhosis[J]. Journal of Proteome Research, 2016, 15(4): 1126–1134.
[5] Molinaro A, Wahlström A, Marschall H-U. Role of Bile Acids in Metabolic Control[J]. Trends in Endocrinology & Metabolism, 2018, 29(1): 31–41.
[6] Chong C P K, Mills P B, McClean P, et al. Bile acid-CoA ligase deficiency—a new inborn error of bile acid metabolism[J]. Journal of Inherited Metabolic Disease, 2012, 35(3): 521–530.
[7] Anderson C M, Stahl A. SLC27 fatty acid transport proteins[J]. Molecular Aspects of Medicine, 2013, 34(2–3): 516–528.
[8] Hubbard B, Doege H, Punreddy S, et al. Mice Deleted for Fatty Acid Transport Protein 5 Have Defective Bile Acid Conjugation and Are Protected From Obesity[J]. Gastroenterology, 2006, 130(4): 1259–1269.
[9] Enooku K, Tsutsumi T, Kondo M, et al. Hepatic FATP5 expression is associated with histological progression and loss of hepatic fat in NAFLD patients[J]. Journal of Gastroenterology, 2020, 55(2): 227–243.
[10]Kang Wu, Yi Liu, Jie Xia,et al. Loss of SLC27A5 Activates Hepatic Stellate Cells and Promotes Liver Fibrosis via Unconjugated Cholic Acid [J]. https://doi.org/10.1002/advs.202304408

Slc27a5 KO小鼠

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品系名稱：
C57BL/6JCya-Slc27a5^em1/Cya
品系編號：
KOCMP-26459-Slc27a5-B6N-VA
產(chǎn)品編號：
S-KO-08526
應(yīng)用方向：
代謝；內(nèi)分泌；遺傳；肝臟；腎臟；神經(jīng)；眼科
 

Slc27a5 flox小鼠

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品系名稱：
C57BL/6JCya-Slc27a5^em1flox/Cya
品系編號：
CKOCMP-26459-Slc27a5-B6J-VA
產(chǎn)品編號：
S-CKO-09609
應(yīng)用方向：
代謝；內(nèi)分泌；遺傳；肝臟；腎臟；神經(jīng)；眼科