热点追踪丨重大进展!陆军军医大学 曾春雨等团队发现药物性肝损伤的潜在治疗方法

2021-12-06 17:20:38, OLYMPUS生命科学 奥林巴斯(北京)销售服务有限公司-生命科学


  本文作者:韩愈(曾春雨团队)

陆军特色医学中心重庆市心血管病研究所


药物安全是影响公众、制药业、监管机构和医生的主要健康问题。药物性肝损伤是最常见和最严重的药物不良反应之一,严重地阻碍和影响着临床治疗。在我国,药物性肝损伤的年发病率是西方国家的1.4倍,它也是造成药物研发失败及上市药物撤市的重要因素之一。
多项研究表明,肝细胞暴露于 APAP导致 MLKL的磷酸化。然后增加其膜靶向和成孔活动,从而破坏肝细胞完整性导致药物性肝损伤。目前,药物性肝损伤没有特异性的治疗方法,停药和对症治疗只能缓解病情,患者常常从急症转为慢性,甚至肝衰竭。因此发现治疗药物性肝损伤并阻止其进展为肝功能衰竭的干预措施对公众的健康具有重要价值。
陆军军医大学陆军特色医学中心(大坪医院)心血管内科主任曾春雨团队美国俄亥俄州立大学教授麻建杰团队联合公关揭示了MG53在药物性肝损伤中良好的防治效果,研究成果以“MG53的细胞膜和细胞浆双重作用在保护肝细胞、防治药物性肝损伤中的作用研究(Membrane-delimited signaling and cytosolic action of MG53 preserve hepatocyte integrity during drug-induced liver injury)为题,发表在《肝脏病杂志》(Journal of Hepatology)( IF 25.08 )。
该研究团队发现,Mitsugumin 53(MG53,也称为Trim72)在细胞膜修复中起着至关重要的作用。MG53能进入被药物损伤的肝脏,修复破损肝细胞膜的同时,泛素化降解RIPK3进而减少MLKL寡聚化和膜易位,保护受损肝脏。
首先在人体临床肝脏组织样本中,进行MG53与胆汁淤滞标记物CK-7的Western-Blot与免疫荧光染色实验。我们发现根据图1-B1得到的定量荧光强度数据,与通过Western-Blot得到的图1-A数据高度吻合,这揭示了MG53与肝损伤之间存在某种联系。而后进行的动物实验中,研究人员以MG53敲除小鼠为模型进行实验。
研究发现,小鼠对肝毒性药物乙酰氨基酚(APAP)的耐受性显著降低,在小鼠全身给药外源性施用重组 MG53 蛋白 (rhMG53)可以预防和治疗通过暴露于对乙酰氨基酚四环素、刀豆球蛋白A、四氯化碳或硫代乙酰胺而诱发的药物性肝损伤。同时,麻建杰研究团队同样通过肝移植患者的临床样本证实,也得到相同结论。

  

图1 MG53在人胆汁淤积病人肝脏细胞的定位与分布

(CK-7是对胆汁淤积特异性标记的探针)

接下来,通过 LC-MS/MS 分析在肝细胞中寻找到了MG53 的潜在“损伤受体”-MLKL。
对于APAP处理后的MPH细胞中MG53和MLKL的免疫荧光共定位分析证明,MG53对于肝损伤的缓解与MLKL介导的凋亡相关(图2)。并且进一步揭示了MG53 通过减少 MLKL 磷酸化和膜易位,导致 MLKL 介导的肝细胞膜崩解的恢复。最后,通过生化及分子生物学手段鉴定出RIPK3是 MG53 的 E3-连接酶底物。也就是说,MG53能泛素化降解RIPK3进而减少MLKL介导的细胞坏死性凋亡。

图2.  MG53在小鼠原代肝脏细胞与MLKL的定位与分布


总的来说,在这项研究中,发现 MG53 作为一种肌细胞因子,通过保持肝脏细胞的完整性防止肝损伤,为药物性肝损伤的防治提供了新思路和治疗靶点。

文中人和小鼠肝脏图像的采集主要利用奥林巴斯上一代的激光扫描共聚焦显微镜FV1200获得,包括荧光图像与明场图像的获取。目前奥林巴斯最新一代的激光扫描共聚焦FV3000,其性能比上一代产品有了更大的提升。
FV3000由于特殊的光路设计,物镜支持从1.25倍到150倍不等,特别适合此类从宏观到微观观察组织切片标本。实验过程中,可先利用1.25倍物镜对整个肝脏进行宏观成像, 于肝细胞中精准定位感兴趣分子的分布,再切换至高倍物镜进行高分辨率成像或局部视野成像。基于其一体化的采集流程,科研工作者可大幅提升实验效率。
FV3000在万能滤色片(VBF)模式下,可同时进行四通道图像采集,在虚拟通道模式下最多可进行十六通道的荧光采集。
除了采集多通道大视野高分辨率图像的功能外,还支持多种扩展分析功能,比如荧光的定量分析与共定位分析。这些功能得益于Olympus独有的全真光谱TruSpectral检测技术,其核心在于专利技术体相位全息透射光栅(VPH),可独立调整的通道能够优化每个荧光团的信号检测。同时,配合使用高灵敏度、高信噪比的GaAsP检测器可以更有效检测弱荧光信号。以上种种,帮助科研人员在排除串色和自发荧光的干扰下,获得更加可靠的荧光共定位以及定量数据。


   编者按:陆军特色医学中心重庆市心血管病研究所 韩愈 为本文第一作者,陆军军医大学  曾春雨教授和美国俄亥俄州立大学教授麻建杰为本文通讯作者。


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参考文献:

1.Patel, S.J., et al. Gap junction inhibition prevents drug-induced liver toxicity and fulminant hepatic failure. Nature Biotechnology30, 179-183 (2012).

2.Tujios, S. & Fontana, R.J. Mechanisms of drug-induced liver injury: from bedside to bench. Nature Reviews: Gastroenterology & Hepatology8, 202-211 (2011).

3.Weaver, R.J., et al. Managing the challenge of drug-induced liver injury: a roadmap for the development and deployment of preclinical predictive models. Nat Rev Drug Discov19, 131-148 (2020).

4.Hunt, C.M., Papay, J.I., Stanulovic, V. & Regev, A. Drug rechallenge following drug-induced liver injury. Hepatology66, 646-654 (2017).

5.Cai, C., et al. MG53 nucleates assembly of cell membrane repair machinery. Nature cell biology11, 56-64 (2009).


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