蛋白磷酸酶4在肝脏甘油三酯蓄积中的作用及其调控机制研究

The accumulation of triglyceride in liver is the most important pathological change in non-alcoholic fatty liver disease. LXR and PPARs, the members of the nuclear receptor superfamily, play an important role in this process. For the first time, we found that elevated PP4 expression occurred in the liver of db/db mice, and down-regulation of protein phosphatase 4(PP4) by AD-PP4shRNA resulted in the decreased content of triglycerides combined with the alteration of LXR and PPARs expression. Recently, HDAC3 and SIRT1 are regarded as the important regulators of LXR and PPARs signaling. Furthermore, PP4 is involved in the regulaiton of histone deacetylases activity. Here we hypothesis that PP4 participates in the regulation of hepatic triglyceride metabolism by dephosphorylating histone deacetylases, which are key regulators of LXR and PPARs signaling . To test the hypothesis, we explore the role of PP4 in hepatic triglyceride metabolism from the molecular, cellular, organizations and the overall level using cellular and animal models; we investigate the mechanism of HDAC3 and SIRT1 regulated by PP4 and the role of PP4 involved in the regulation of triglyceride accumulation. This study aims to verify that PP4 is a novel regulator of triglyceride metabolism and to investigate the underlying mechanism. It will provide the novel idea for the prevention and treatment of non-alcoholic fatty liver.

肝脏甘油三酯蓄积是非酒精性脂肪肝病重要的病理变化。核受体LXR及PPARs在此过程中起重要作用。在上一个国家自然科学基金课题的研究中，我们首次发现：db/db小鼠肝脏中蛋白磷酸酶4(PP4)的表达升高，而抑制PP4的表达引起肝脏中甘油三酯含量显著降低，伴随着LXR和PPARs的表达变化。最新研究显示，去乙酰化酶HDAC3和SIRT1是LXR和PPARs的调控因子，而有研究提示PP4可能参与了去乙酰化酶活性调控。因此我们提出假说： PP4可能通过HDAC3和SIRT1调控LXR/PPARs信号通路，进而调节甘油三酯代谢。为验证这一假说，我们应用细胞和小鼠模型，从分子、细胞、组织及整体水平明确PP4在肝脏甘油三酯蓄积中的作用，阐明PP4对HDAC3和SIRT1的调控机理，探讨PP4对甘油三酯蓄积的作用机制。本项目的研究将为揭示肝脏脂代谢紊乱的发生机制奠定基础，为非酒精性脂肪肝防治提供新思路。

该项目以人肝癌细胞HepG2 以及肝原代细胞为细胞模型，以db/db小鼠，高脂喂养小鼠和炎症因子TNF-α诱导的小鼠为动物模型，利用过表达腺病毒载体，干扰腺病毒载体，PP4 活性抑制等手段，探讨了PP4 在糖脂代谢中的作用。为了探讨更多PP4可能参与脂代谢的机制,我们使用免疫沉淀及质谱分析,发现多个PP4相互作用蛋白。其中发现PP4通过对新相互作用蛋白ACC-1的磷酸化调节参与甘油三酯合成的调控（Molecular medicine reports，2014）。此外，糖脂代谢作用密不可分，我们也探讨了PP4是否通过对糖代谢的调控中参与对脂代谢的调控，研究中我们发现PP4与胰岛素信号通路中重要分子IRS-1相互作用并参与其表达和磷酸化调控，参与了肝脏糖代谢的调控（Scientific Reports，2015）。此外课题研究中发现SAF-A作为PP4新相互作用蛋白，与PP4相互作用参与细胞增殖调控（Cell Proliferation，2016）。该课题还参与了多个与糖脂代谢相关的因子如Apelin，MiR-338，MiR-200a，MiR-291b-3p，GPR40在糖脂代谢中的作用的研究工作，发表SCI文章6篇。其中MiR-338靶向调节PP4调节亚基PP4R1，参与糖代谢调控。课题中首次发现并验证了多个PP4相互作用蛋白，为将来的研究工作拓宽了思路。在本研究我们阐明PP4参与糖脂代谢的作用及机制，为以PP4作为靶标防治糖脂代谢紊乱奠定基础。