为了攻克这个难题,陆军军医大学西南医院肝胆胰外科研究所、重庆医科大学附属第二医院等机构的研究人员展开了深入研究。他们聚焦于巨噬细胞中的 T 细胞免疫球蛋白黏蛋白 - 3(TIM3),想弄清楚它在 NAFLD 相关慢性肝损伤中到底扮演着什么角色,同时也希望找到适合进行抗 TIM3 免疫治疗的纤维化患者亚型。
研究人员通过一系列实验,得出了不少重要结论。在小鼠模型中,他们发现长期喂食甲硫氨酸和胆碱缺乏(MCD)饮食或高脂饮食(HFD)的小鼠,肝脏巨噬细胞中 TIM3 的表达显著升高。进一步研究发现,β - 转导重复蛋白(β-TrCP)能够促进 TIM3 的多聚泛素化和膜转位,而泛素化的 TIM3 会与磷脂酰肌醇 - 3 - 激酶(PI3K)结合,抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路,从而促进巨噬细胞向 M2 极化并释放转化生长因子 β(TGF-β),最终导致肝星状细胞(HSC)激活和肝纤维化。
在探究 TIM3 表达增加的机制时,研究人员发现这与转录因子 TATA 结合蛋白(TBP)的上调以及 miR-4524a-5p 的下调有关。在临床研究中,他们对 48 例非酒精性脂肪性肝病患者的肝脏组织进行分析,发现患者肝脏中 TIM3 的表达与 TBP 呈正相关,与 miR-4524a-5p 呈负相关,而且血浆中 miR-4524a-5p 的减少可以作为适合抗 TIM3 治疗的 NASH 纤维化患者的生物标志物。
这项研究成果发表在《Cell Death and Disease》上,为理解 NAFLD 相关肝纤维化的发病机制提供了新的视角,也为开发针对慢性 NASH 纤维化患者的免疫治疗策略提供了潜在的靶点和生物标志物,对推动 NAFLD 的治疗发展具有重要意义。
研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。在样本获取方面,收集了 48 例经活检证实的非酒精性脂肪性肝病患者的组织样本,并使用野生型(WT)C57BL/6J 小鼠、Havcr2fl/+ ; Lyz2-cre 和 TIM3 敲低(Havcr2+/− )小鼠构建了 NAFLD 和 NASH 纤维化模型。在检测分析技术上,采用了定量聚合酶链反应(qPCR)检测基因表达水平,蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测蛋白表达,免疫组织化学(IHC)和免疫荧光(IF)染色观察蛋白定位和表达,染色质免疫沉淀(ChIP)实验验证转录因子与基因的结合,双荧光素酶报告基因实验验证 miRNA 与靶基因的结合。
- 巨噬细胞中升高的 TIM3 与小鼠慢性 NASH 纤维化发展正相关:研究人员通过建立 NASH 纤维化小鼠模型,发现 MCD 或 HFD 喂养后,小鼠出现肝纤维化,同时 Havcr2(编码 TIM3)在纤维化肝脏组织中显著上调,且 TIM3 在巨噬细胞中高表达。在不同阶段的 NAFLD 小鼠模型中,敲低 Havcr2 后发现,早期(2 周 MCD 喂养)炎症细胞因子增加但纤维化无明显差异,后期(5 周 MCD 喂养)肝纤维化显著减轻,这表明巨噬细胞中升高的 TIM3 与慢性 NASH 纤维化发展相关。
- β -TrCP 促进泛素化的 TIM3 膜定位并与 PI3K 结合诱导 M2 极化:研究发现 β -TrCP 在 MCD 喂养小鼠和 PA 处理的 RAW264.7 细胞中表达增加,它能促进 TIM3 的 K63 连接的泛素化和膜转位,并促进 TIM3 与 PI3K 的 p85 亚基结合。敲低 Havcr2 可上调 mTOR 及其下游分子的磷酸化水平,促进 M1 极化,而抑制 mTOR 可阻断这一作用,表明 β -TrCP 通过促进 TIM3 膜定位,经 TIM3 - PI3K 相互作用诱导 M2 极化。
- 巨噬细胞中升高的 TIM3 归因于 TBP 表达:通过生物信息学预测和实验验证,发现 TBP 是调控巨噬细胞 TIM3 表达的关键转录因子。TBP 在 MCD 处理的原代 KCs 和肝脏组织中表达增加,且能结合到 Havcr2 启动子区域。敲低 TBP 可降低 TIM3 表达,激活 AKT/mTOR 信号通路并促进 M1 极化;过表达 TBP 则相反,这说明巨噬细胞中升高的 TIM3 依赖于 TBP。
- miR-4524a-5p 下调增加巨噬细胞中 TBP 和 TIM3 的表达:预测可能靶向 TBP 的 miRNA 并进行分析,发现 miR-4524a-5p 在 NASH 纤维化中表达降低。过表达 miR-4524a-5p 可降低 TBP 和 TIM3 表达,诱导 M1 极化,而过表达 TBP 可减弱这一作用,表明 miR-4524a-5p 下调会增加 TBP 和 TIM3 表达,诱导 M2 极化。
- miR-4524a-5p/TBP/TIM3/mTOR 信号通路通过增加巨噬细胞中 TGF-β 的表达促进 HSC 激活:将巨噬细胞条件培养基(CM)作用于肝星状细胞系 JS1,发现高表达 TIM3 的巨噬细胞 CM 促进 HSC 增殖和激活,而敲低 Havcr2、增加 miR-4524a-5p 或敲低 TBP 则抑制这一过程。此外,敲低 Havcr2 可降低巨噬细胞中 TGF-β 的表达,阻断 TGF-β 可抑制 HSC 激活,表明该信号通路通过诱导 TGF-β 分泌促进 HSC 增殖和激活。
- 阻断 TIM3 诱导 M1 巨噬细胞极化并预防小鼠慢性 NASH 纤维化:给 MCD 喂养的小鼠腹腔注射抗 TIM3 抗体,发现小鼠肝功能恢复,肝纤维化减轻,同时 M1 巨噬细胞极化增加,TGF-β 分泌减少,表明靶向 TIM3 可促进 M1 极化,减少 TGF-β 分泌,抑制 HSC 激活和纤维化。
- 晚期肝纤维化患者中 TIM3 表达升高与 TBP 正相关:对 48 例 NASH 患者肝脏组织分析发现,血浆 ALT 和 AST 水平与 Havcr2 表达正相关,且晚期纤维化(F3 - 4 期)患者的 TIM3 表达高于早期(F0 - 2 期)患者。此外,NASH 患者血液中 miR-4524a-5p 表达低于健康人,且与 Havcr2 表达呈负相关,可作为适合抗 TIM3 治疗的生物标志物。
研究表明,巨噬细胞中 β-TrCP 介导的 TIM3 泛素化和激活,通过促进 M2 极化、产生促纤维化因子 TGF-β 并支持 HSC 激活,从而推动 NAFLD 慢性纤维化进程。因此,靶向 TIM3 在慢性 NASH 纤维化患者的免疫治疗中可能发挥重要作用。不过,该研究也存在一些局限性,如 MCD 模型不能完全模拟临床病理表现,未检测 TIM3 的配体,体外实验结果未在体内验证等。但总体而言,这项研究为 NAFLD 相关肝纤维化的治疗开辟了新方向,有望为未来的临床治疗提供有力的理论依据和潜在靶点。