在中华医学会第十八次全国病毒性肝炎及肝病学术年会暨中华医学会感染病学分会年会、中华医学会肝病学分会年会上,来自上海交通大学医学院附属瑞金医院感染科的桂红莲医生作了题为“离子载体Monensin逆转角蛋白突变所致结构失调和防治肝损伤的研究”的汇报。该论文还获得了本次大会的三等奖。
汇报主要从研究背景、方法、实验结果和结论几个方面展开。
首先桂医生介绍了角蛋白相关疾病的定义概况。角蛋白是三大细胞骨架蛋白之一的中间丝蛋白家族中的最大亚群。1991年,表皮松懈性大疱性皮炎(EBS)成为被发现的第一个与角蛋白突变直接相关的人类疾病,主要由存在于表皮细胞中的角蛋白K14 R125C突变而导致。随着研究不断的进展,目前已发现有六十多种人类疾病与角蛋白突变相关。K8和K18主要在肝细胞中成对表达,其与肝细胞结构、功能都密切相关,特别是有越来越多的研究表明K8/18基因突变易导致急性肝衰竭,会使慢性丙型肝炎和药物性肝炎患者肝损伤加重。
鉴于目前仍缺乏针对角蛋白相关疾病的特效治疗,研究者在前期研究(肝脏特异性角蛋白K18 R90C突变造成其结构改变,使表达该类角蛋白的肝细胞变得脆弱且使宿主容易发生肝脏损伤)的基础上,提出设想:通过高通量药物筛选技术,来寻找能够逆转突变角蛋白结构、恢复其结构功能,从而起到保护及治疗肝损伤的小分子化学药物。
研究者首先利用A549细胞系转染GFP标记的角蛋白K18 R90C突变的腺病毒,通过免疫荧光为基础的高通量药物筛选方法,以角蛋白点状片段减少且而丝状结构增多为依据,基于初步筛选和后续验证,继而离子载体Monensin(MN)以其速效、高能从十个潜在药物中脱颖而出。
随后研究者分别阐述了该小分子在K18 R90C突变细胞及转基因小鼠中都具有良好的结构稳定作用,继而应用凋亡标记物、组织HE染色、血清ALT水平等方面其在Fas-L诱导细胞凋亡或肝脏损伤中都具有保护作用。
为进一步探讨MN的可能作用机制,研究者应用K18免疫共沉淀寻找可能的角蛋白结合伴侣,继之蛋白质谱和生化学验证,发现MN在不改变网蛋白-1 mRNA水平前提下可增加网蛋白-1与角蛋白之间的联系,并采用siRNA方法反向验证了网蛋白-1干扰可阻止MN介导的角蛋白结构逆转。此外,MN在纯化角蛋白体外装配实验中可改变角蛋白可溶性,从而证明其以一定方式直接作用于角蛋白。
最后,桂医生阐述了结论,MN通过促进K8/18和网蛋白-1的结合,能够逆转突变角蛋白结构,且为突变细胞提供抗凋亡保护,并减少转基因小鼠的肝脏损伤。因此,MN有望成为治疗角蛋白相关疾病特别是肝病领域一种新的药物。
特约通讯员:上海交通大学医学院附属瑞金医院莫瑞东、李自强