科学家发现了肝细胞之间相互沟通的新方式,这可能用于治疗纤维化。肝脏在过滤血液、分解毒素和消化脂肪方面起着至关重要的作用。它还会产生胶原蛋白以帮助修复受损细胞。然而,当肝脏因过量脂肪积累引起的慢性炎症受损时,会产生过多的胶原蛋白,从而导致一种称为代谢功能障碍相关脂肪肝炎(MASH)的病症。在晚期,MASH可能会进展为肝硬化、肝癌和与肝脏相关的死亡。负责在肝脏中生产胶原蛋白的细胞称为肝星状细胞。肝星状细胞(HSC)是加利福尼亚大学圣地亚哥分校科学家最近在《细胞代谢》上发表的一项研究的焦点。研究人员深入探讨了这些细胞的激活过程,并发现了一个由三个组成部分组成的核内信号通路,其作用类似于一种警察监督其他警察的系统。
在健康的肝脏中,通路中的第一种分子抑制第二种分子,而第二种分子又抑制负责激活生产胶原蛋白基因的分子。当第一种分子减少时,第二种和第三种分子的抑制消失,导致胶原蛋白生产的刺激。研究人员创建了一小段RNA来测试此信号通路,称为抗sense寡核苷酸(ASO)。ASO在确认通路的行为以及防止肝纤维化上非常有效,肝纤维化是指肝脏中的胶原蛋白过多,并且没有引起任何副作用。研究人员目前正在与制药和生物技术公司洽谈,将ASO许可作为一种潜在治疗方法。“虽然通路中的所有分子都已知,但它们之间的相互作用却并不清楚。我们能够将这个通路拼凑起来,并展示这个细胞内过程中的每一步,”研究人员表示。
该研究侧重于一个信号模块及其对肝纤维化的潜在影响。加州大学圣地亚哥分校健康科学的内科教授杰罗ld·奥雷夫斯基表示,研究中发现的ASO具有阻止肝纤维化的能力。科学家们利用类器官进行研究,这是一种由三种类型的肝细胞制成的小肝脏复制品,并喂以脂肪酸、果糖和糖的混合物。他们的发现表明,在正常肝脏中,一种名为TM7SF3的蛋白质抑制一种称为hnRNPU的剪接因子,后者阻止在TEAD1的信使RNA(mRNA)中去除抑制外显子,TEAD1是负责控制胶原蛋白生产基因的转录因子。这个被称为外显子5的抑制外显子阻止TEAD1激活胶原蛋白生产基因。
在喂以MASH的类器官中,TM7SF3水平降低,从而导致对剪接因子的抑制丧失。因此,活跃的剪接因子从转录因子中去除了抑制外显子,从而导致胶原蛋白生产基因的激活。这个过程被称为可变剪接。
在进一步的研究中,他们开发了一种ASO,以防止hnRNPU剪接出抑制外显子。ASO阻止了剪接因子与TEAD mRNA结合,因此它无法最终剪接掉它。与ASO处理的MASH小鼠大多表现为不活跃的TEAD,从而导致胶原蛋白生产和纤维化的缺乏。正如论文的第一作者、医学助理项目科学家罗伊·艾萨克博士所述,这些发现证明了可变剪接在影响纤维性肝病发展中的重要作用。当以静脉注射方式给予ASO时,他们可以到达全身的所有细胞,而不仅仅是目标细胞。偶然间,研究人员发现,在肝脏中,这一hnRNPU机制仅在星状细胞中起作用。这使得他们的ASO非常有效和特异,成为良好药物设计的完美范例。
根据奥雷夫斯基的说法,美国有25%的人口患有MASH。虽然科学家的ASO可能是一个有希望的治疗方法,但获得FDA批准需要进行大型临床试验,可能花费高达十亿美元。
奥雷夫斯基和他的团队还识别出一种较少见的疾病,称为原发性硬化性胆管炎(PSC)。这种疾病相对少见,常常致命,到目前为止,尚无有效的治疗可用。然而,当科学家们在一个模型小鼠中测试他们的ASO时,发现ASO能够显著阻止疾病的进展。奥雷夫斯基博士提到:“获得PSC的FDA批准比获得MASH的要更可行,因此我们当前正在与生物技术和制药公司讨论将ASO许可用于PSC。”