肝星形细胞中CPEB3抑制肝纤维化的功能及机制研究

Liver fibrosis is an abnormal deposition of extracellular matrix caused by chronic liver injury. The activation of hepatic stellate cells (HSCs) is a vital procedure in the liver fibrosis development. Cytoplasmic polyadenylation element binding protein 3 (CPEB3) can function as a post-transcriptional regulator by binding specific mRNA sequences. In the previous research, we found liver fibrosis occurred in CPEB3 deficient mice. Besides, we demonstrated CPEB3 could inhibit the activation of HSCs in vitro. RIP-Sequencing results showed the combination of CPEB3 and TGFBR1. TGFBR1 is a key molecule in HSCs activating signal. Therefore, we speculate that "CPEB3 in HSCs can inhibit liver fibrosis by restraining the activation of hepatic stellate cells through binding and regulating TGFBR1." The disease model will be built using cpeb3-/- mouse. The role of CPEB3 in liver fibrosis will be verified in vivo. The effect of CPEB3 on HSCs activating will be tested in both mice and human HSCs. The molecular mechanism will be elucidated by the induced-activated experiment, Poly(A) Test and specific binding test in vitro. This study will uncover the target gene and its mechanism of CPEB3 in HSCs to inhibit the liver fibrosis development for the first time, which will provide new ideas for the treatment of liver fibrosis.

肝纤维化是肝脏慢性损伤造成的细胞外基质异常沉积，肝星形细胞活化是肝纤维化发生的关键环节。CPEB3是胞质多聚腺苷酸元件结合蛋白，它能够与特异RNA序列结合，发挥转录后调节作用。申请人前期工作发现cpeb3-/-小鼠发生自发性肝纤维化，并初步证实CPEB3在体外水平抑制了肝星形细胞活化；RIP结果显示，CPEB3能够与TGFBR1结合，后者在肝星形细胞活化的关键信号通路中发挥重要作用。由此推测"肝星形细胞中CPEB3通过靶向TGFBR1抑制肝星形细胞活化，从而发挥抑制肝纤维化的功能"。本研究拟利用cpeb3-/-小鼠建立疾病模型，在体内水平观察CPEB3在肝纤维化中的作用；采用小鼠及人肝星形细胞，通过诱导活化、结合特异性验证、poly(A)尾检测等技术手段，在体外水平阐明其作用及调控机制，以证实该假说。本研究将首次揭示CPEB3在肝纤维化中的功能及调控机制，为肝纤维化的治疗提供新思路。

肝纤维化是肝脏慢性损伤造成的细胞外基质异常沉积，持续进展会导致肝小叶结构破坏、肝脏结构重塑而最终发展为肝硬化甚至肝癌，而肝星形细胞（Hepatic stellate cells, HSCs）活化是肝纤维化发生的关键环节，是肝纤维化中细胞外基质分泌的主要来源。CPEB3是胞质多聚腺苷酸元件结合蛋白，它能够与特异的RNA序列结合而发挥转录后调节作用。本研究利用CPEB3敲除小鼠建立肝纤维化疾病模型，通过肝脏组织病理学实验证实了CPEB3能够抑制肝纤维化的发生发展；在体外研究中，通过干预HSCs中CPEB3的表达以及建立多种HSCs活化模型，证实CPEB3在肝星形细胞活化中发挥抑制作用，而敲除CPEB3能够促进肝星形细胞活化并促进肝纤维化的发生发展；通过生物信息学方法对过表达CPEB3细胞中可能被CPEB3结合的mRNA集合、差异表达的mRNA集合以及临床样本数据中差异表达基因进行功能聚类和调控网络综合分析，首次提出CPEB3在肝纤维化发生发展中的作用可能与调节TGFβ通路下游的结缔组织生长因子（CTGF）相关。本研究首次证实 HSCs中的CPEB3在肝纤维化中的功能及调控机制，并进一步探究了CPEB3在肝癌微环境中的影响，初步证实了CPEB3对HSCs的调控可能影响了肝癌微环境及肝癌的发生。以上研究为拓展CPEB3的功能研究领域提供实验依据，并为肝纤维化及肝癌的临床治疗供新的思路。