2022年8月16日，中國科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所丁秋蓉研究組在Journal of Hepatology期刊在線發(fā)表了標(biāo)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(xiàn)在NASH發(fā)生過程中，炎癥因子會(huì)增強(qiáng)MRG15的蛋白穩(wěn)定性，而MRG15會(huì)在線粒體外膜與TUFM相互作用并下調(diào)TUFM的82和91賴氨酸位點(diǎn)乙?；?，從而促進(jìn)TUFM被線粒體ClpXP蛋白酶體降解。肝臟中TUFM的減少會(huì)導(dǎo)致線粒體自噬受到抑制、氧化應(yīng)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(jì)，非酒精性脂肪肝?。╪onalcoholic fatty liver disease, NAFLD）的全球發(fā)病率迅速增長(zhǎng)，已經(jīng)成為了最常見的慢性肝病。早期的NAFLD被稱為非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver, NAFL），其病理特征為肝臟脂肪變性。當(dāng)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(xiàn)。到了NASH階段不及時(shí)進(jìn)行治療，就有可能繼續(xù)發(fā)展成肝硬化甚至肝細(xì)胞癌，嚴(yán)重威脅人類生命健康。NASH發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，雖然有多款針對(duì)NASH的藥物在進(jìn)行臨床試驗(yàn)，但目前依舊沒有治療NASH的藥物被批準(zhǔn)上市，因此深入探究NASH的發(fā)病機(jī)制和尋找NASH的潛在靶點(diǎn)對(duì)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?yàn)槠湮挥谌说牡?5號(hào)染色體上，所以也被稱為MRG15。MRG15被認(rèn)為是一個(gè)定位在細(xì)胞核的表觀調(diào)控因子，參與在調(diào)控細(xì)胞增殖、DNA修復(fù)和胚胎發(fā)育過程。丁秋蓉研究組在前期工作中發(fā)現(xiàn)，MRG15可以節(jié)律性調(diào)控表觀染色質(zhì)重塑和脂質(zhì)合成進(jìn)而促進(jìn)高脂喂養(yǎng)誘導(dǎo)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)展過程中參與調(diào)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(xiàn)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(diào)，進(jìn)一步探究發(fā)現(xiàn)在NASH發(fā)展過程中，炎癥因子可以通過上調(diào)MRG15的乙?；竭M(jìn)而增強(qiáng)MRG15的蛋白穩(wěn)定性。當(dāng)通過CRISPR技術(shù)在小鼠肝臟組織中敲除MRG15后可以顯著改善NASH小鼠肝臟脂肪變性、炎癥和纖維化情況，表明MRG15在NASH發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。通過與早期及后期NASH患者肝臟轉(zhuǎn)錄組比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)，MRG15敲除后所改變的通路與在NASH患者后期失調(diào)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(jié)合的基因，暗示著MRG15很有可能通過發(fā)揮獨(dú)立于表觀調(diào)控的功能影響炎癥和纖維化。
接下來，研究人員通過分離細(xì)胞組分發(fā)現(xiàn)MRG15不僅定位在細(xì)胞核中，還定位在細(xì)胞質(zhì)和線粒體外膜上。通過CoIP-MS尋找MRG15相互作用蛋白發(fā)現(xiàn)，MRG15的確和一些線粒體定位蛋白存在相互作用，其中就包括線粒體Tu翻譯延伸因子（TUFM）。TUFM在之前的研究中被發(fā)現(xiàn)可以促進(jìn)線粒體自噬和降低ROS，這對(duì)于NASH發(fā)展可能會(huì)起到保護(hù)作用。通過進(jìn)一步探究發(fā)現(xiàn)，MRG15可以通過降低TUFM的82和91賴氨酸位點(diǎn)乙?；竭M(jìn)而加速TUFM被線粒體ClpXP蛋白酶體降解。而敲除MRG15后可以通過增強(qiáng)TUFM的蛋白穩(wěn)定性進(jìn)而促進(jìn)線粒體自噬和降低ROS水平，從而減緩肝細(xì)胞損傷。有趣的是，TUFM在NASH患者的肝臟中也表現(xiàn)出明顯的降低，并且與MRG15的水平呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)，提示該機(jī)制同樣存在于NASH患者的發(fā)病過程中。
最后，為了探究MRG15對(duì)NASH的影響是否依賴于TUFM，研究人員在小鼠肝臟中同時(shí)敲除了MRG15和TUFM，發(fā)現(xiàn)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)展過程中對(duì)肝臟脂肪變性的影響是依賴于其表觀調(diào)控脂合成基因表達(dá)的功能，而對(duì)炎癥和纖維化的影響則是依賴于對(duì)TUFM的蛋白穩(wěn)定性調(diào)控。
圖一：MRG15調(diào)控TUFM穩(wěn)定性并促進(jìn)NASH發(fā)展
綜上，該研究揭示了MRG15-TUFM軸對(duì)簡(jiǎn)單的肝臟脂肪變性向NASH后期發(fā)展過程中所發(fā)揮的作用，并且發(fā)現(xiàn)該作用不依賴于MRG15的表觀重塑功能，為NASH治療提供了潛在的靶點(diǎn)。
中國科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)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(xiàng)工作得到了句容市人民醫(yī)院閔學(xué)文主任，中科院上海營(yíng)養(yǎng)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(yǎng)與健康研究所公共技術(shù)平臺(tái)和動(dòng)物平臺(tái)的支持。
文章鏈接：https://www.journal-of-hepatology.eu/article/S0168-8278(22)02981-6/fulltext
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