miRNA介导组蛋白去乙酰化酶抑制剂VPA抑制肝星状细胞激活的分子网络解析

抑制肝星状细胞（HSC）激活是治疗肝纤维化的重要策略。表观遗传学调控机制在HSC激活过程中的作用正引起重视。前期实验发现调控异常表达的miRNA可抑制肝星状细胞活化。组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACi）一方面可调节miRNA表达，另一方面可抑制HSC活化，但机制不明。本课题将通过miRNA芯片检测和差异蛋白组学方法探讨HDACi类药物VPA对HSC中 miRNA表达的调控作用，全面解析VPA抑制HSC激活的分子机制；还将结合生物信息学分析和功能验证进一步探讨对miRNA的调控在VPA抑制HSC激活的过程中所发挥的作用，加深对HDACi类药物调控基因表达相关机制的认识，加深对组蛋白乙酰化修饰和miRNA这两种表观遗传学调控机制之间相互关系的认识，为在体内安全有效地调控异常表达的miRNA提供新思路；为早日将HDACi类药物用于肝纤维化的临床治疗提供依据。

研究背景：抑制肝星状细胞(hepatic stellate cell, HSC)激活是治疗肝纤维化的重要策略。表观遗传学调控机制在肝星状细胞激活过程中的作用正引起重视。前期实验发现调控异常表达的miRNA 可抑制肝星状细胞活化。组蛋白去乙酰化酶抑制剂（histone deacetylase inhibitor，HDACi）一方面可调节miRNA 表达，另一方面可抑制肝星状细胞活化，但机制不明。研究目标：本课题通过miRNA 芯片检测和差异蛋白组学方法探讨HDACi类药物丙戊酸（valproic acid, VPA） 对肝星状细胞 中 miRNA和蛋白表达的调控作用，并结合生物信息学分析进一步探讨了对miRNA 的调控在VPA 抑制肝星状细胞激活的过程中所发挥的作用。研究结果：1. 获得包含205种miRNA的差异表达谱，表达增高的41种，减低的163种，且功能与VPA 抑制肝星状细胞增殖和迁移的作用一致。提示VPA 有可能通过调控miRNA的表达发挥其抑制肝星状细胞增殖和迁移的作用。2. 获得差异蛋白表达谱，共鉴定蛋白1499种，表达增高的54种，减低的32种。且差异蛋白功能分类最为集中的是RNA转录后修饰，此外还包括细胞生长增殖、移动和信号传导等。提示VPA通过调控包括组蛋白在内的蛋白乙酰化水平，不仅直接调节DNA复制，还可调控RNA转录后修饰，因而从多方面调控基因表达，发挥作用。这是对HDACi调控基因表达机制的一个全新发现。3. 在差异蛋白中筛查差异miRNA的靶基因，并进行功能分析、归类。VPA处理肝星状细胞所引起的全部差异表达蛋白中，约73%是差异miRNA的靶基因，提示对RNA转录后修饰的调控是VPA调控基因表达，发挥作用的重要机制；此外，对差异miRNA靶基因的生物学功能和相互作用的分析中，排在第一位均为RNA转录后调控，提示在肝星状细胞中，受VPA调控的miRNA和蛋白之间存在相互调节的网络关系。总结：本研究全面解析了VPA 抑制肝星状细胞 激活的分子机制，加深了对HDACi调控基因表达相关机制的认识，为早日将HDACi类药物用于肝纤维化的临床治疗提供了实验依据。