肝特异性HNF4α/miR-122/CCL2通路在长期富铁膳食引起肝脏炎症中的作用研究

Hereditary or transfusional severe hepatic iron overload (HIO) could lead to hepatitis, cirrhosis or even hepatoma. Recently, it is found that iron-rich diet, adverse behaviors or chronic metabolic diseases could lead to mild HIO. But the relationships between long-exist mild HIO and hepatitis are largely unknown. Interestingly, we found that a 12-month iron-rich diet for mice led to mild HIO and hepatic inflammation, with downregulation of miR-122 but no obvious changes of oxidative damages. We thus inferred that HNF4α/miR-122/CCL2 pathway, which was identified in our previous studies, might be the predominant reason for hepatic inflammation induced by long-term mild HIO, rather than oxidative damages. To further explain mechanisms underlying long-term mild HIO induced hepatic inflammation, we intended to use three different phytochemicals with distinct functions of regulating miR-122 or anti-oxidation to observe their effects on long-term mild HIO induced hepatitis and identify the roles of miR-122 or oxidative damages by comparing and analyzing their effects. We deem that the results of this project will be helpful to complete current knowledge on relationships between HIO and hepatic inflammation, and to explore effective preventive or therapeutic measures for chronic hepatitis in mild HIO populations.

遗传或输入性严重肝铁过负荷可导致肝炎、肝硬化甚至肝癌，但由饮食、代谢性疾病等因素引起的轻度肝铁过负荷是否与肝炎发生有关尚不清楚。前期我们通过持续12月的较低剂量富铁膳食造成小鼠轻度肝铁过负荷，肝脏出现炎症反应。不同的是，轻度铁过负荷肝脏无显著氧化损伤，而miR-122表达下调，提示申请人前期研究发现的肝特异性HNF4α/miR-122/CCL2通路（Blood，2017）是长期轻度铁过负荷导致肝炎的主要原因。为了明确该通路的作用，本项目拟进一步采用氧化苦参碱、原花青素和槲皮素三种调控miR-122、抗氧化功能不同的植物化学物喂食长期轻度铁过负荷小鼠，比较其对肝炎的作用效果，并分析与其作用途径之间的关系，以深入阐明长期轻度铁过负荷导致肝炎的机制。研究结果将更新人们对轻度铁过负荷与肝炎关系的认识，同时为长期轻度铁过负荷人群合理有效应用植物化学物预防、治疗慢性肝炎提供理论指导。

过去认为肝脏铁过负荷主要由血色素沉着病及反复输血造成，对铁过负荷效应的研究集中在重度铁过负荷引起的肝脏疾病。而包括我们在内的近期研究表明，多种代谢性疾病、饮食、行为因素均可导致肝脏铁过负荷，但这种程度较轻、作用时间长的铁过负荷是否有健康危害尚不清楚。本项目研究表明富铁膳食导致的长期轻度铁过负荷引起肝脏损伤和肝脏炎症。长期轻度铁过负荷不引起肝脏氧化应激损伤，但HNF4α/miR-122/CCL2 通路表达发生变化。进一步研究发现，铁过负荷通过TRIP12介导的转录因子YY1泛素化降解下调YY1/HNF4α表达，进而下调miR-122表达。采用YY1腺相关病毒调控HNF4α/miR-122/CCL2 通路可缓解长期轻度铁过负荷引起的肝炎。而植物化学物槲皮素、原花青素虽然可增强肝脏抗氧化系统，但对铁过负荷下调miR-122、肝脏损伤、肝脏脂代谢紊乱无保护作用。我们进一步发现了富铁膳食可导致肝脏脂质蓄积并出现肝纤维化病理改变，有意思的是，miR-122敲除后肝脏病理改变加重，表明miR-122可能是内源性的抵抗肝脏炎症、脂肪肝等疾病的保护因子，这为下一步研究的深入提供了线索。相对应的，我们发现通过限铁膳食可预防外源性化学物引起的肝脏损伤，其机制涉及缺铁条件下抑制外源性化学物引起的肝细胞铁死亡。本项目研究结果揭示了长期富铁膳食以非氧化应激机制导致肝脏慢性炎症和肝脏脂代谢紊乱，具体的，通过泛素连接酶TRIP12介导的转录因子YY1泛素化降解，导致HNF4α/miR-122表达下降。继而证实miR-122在铁过负荷导致肝炎、脂肪肝中具有重要作用。相应的，本项目还发现限铁膳食对肝脏损伤的保护作用。这些研究结果一方面阐释了富铁膳食与肝脏疾病的关系，也为靶向调控miR-122和应用限铁膳食预防治疗肝脏疾病提供思路。