RNA结合蛋白TTP通过表观遗传调控炎症因子新功能的研究

Sustained expression of pro-inflammatory factors has been implicated in cellular injury in a diverse range of hepatic diseases. The expression of pro-inflammatory factors requires a series of intricate regulations. TTP (Tristetraproline) is an RNA binding protein that induces mRNA decay of several pro-inflammatory factors. Our preliminary data indicated the expression of TTP increases in liver of mice liver injury model and human liver fibrosis tissue and TTP alter the level of H3K4me3 through interacting with methylation related complex in liver cells. Previous studies and our preliminary data imply that TTP may be an important factor and have another important function in nucleus, which has been in blank state for a long time. We will clarify TTP interacts with KDM5A complex and regulate the expression of some pro-inflammatory factors through decreasing methylation on the promoter of some pro-inflammatory factors in vitro and in vivo. The goal of this project is to elucidate the novel role of TTP in the regulation of pro-inflammatory factors expression at transcriptional level and TTP may be an important regulator in hepatic inflammation to prevent liver injury. The proposal is innovation because it tests a new role of TTP-mediated transcriptional regulation its involvement in the regulation of inflammatory responses in liver. The project’s significance is that it may reveal a new mechanism by which liver cells maintain homeostasis in response to inflammatory stimuli. The information resulting from these studies could identify new therapeutic strategies not only for hepatic diseases, but also for other inflammatory diseases in general.

肝脏疾病的发生发展与炎症因子表达调控异常密切相关。TTP是一类RNA结合蛋白，可以在转录后水平调控诸多炎症因子的表达。预实验结果显示在肝损伤中TTP的表达升高，TTP可以结合在某些炎症因子的启动子上并改变甲基化水平，提示TTP具有在表观遗传方面调控炎症因子的新功能，并可能在肝损伤所导致的炎症反应中发挥着重要作用。然而，对于此方面的研究尚处于空白状态。本课题将在细胞和组织水平上，证明TTP可以结合KDM5A复合体并影响相关炎症因子启动子上的甲基化水平从而抑制基因的表达。其创新性在于揭示TTP具有一种通过表观遗传调控炎症因子表达的新功能，并且其在肝损伤所导致的炎症反应中可能作为一个关键的免疫调控因子，抑制炎症因子的过量表达，从而形成一条负反馈调控通路抑制过强免疫反应所造成的肝损伤。研究成果将证实在肝脏细胞中存在的一种新的免疫调节机制，阐明一种针对外来刺激肝脏细胞维持内部稳态的新机制。

机体的免疫反应受到了多方面多层次的精细调控。免疫反应的调控异常会导致炎症相关疾病发生，其中包括肝脏疾病。已有研究发现，趋化因子CCL2 和CCL5在急性肝损伤的发生发展中发挥重要作用。RNA结合蛋白Tristetraprolin（TTP）作为一种重要的免疫调节因子，可通过识别mRNA的3'UTR内富含AU富集元件（AU rich element，ARE）降低mRNA的稳定性。然而，TTP 是否通过其它机制调节炎症相关因子的表达仍然知之甚少。本研究结果发现，TTP在急性肝损伤小鼠肝组织中表达上调， TTP的过表达可以显著改善小鼠急性肝损伤。构建TTP稳定敲除细胞系后RNA测序分析发现，敲低TTP上调CCL2、CCL5等多种趋化因子，并下调WT1 相关蛋白（WT1 associated protein ,WTAP）、甲基转移酶14 （Methyltransferase-Like Protein 14，METTL14)、YT521-B homology（YTH） domain family 2 （YTHDF2）等m6A相关基因的表达。Dot blot实验结果分析发现，敲低TTP，可降低细胞整体m6A修饰水平。通过荧光素酶实验和mRNA稳定性实验证明，TTP可以通过调控m6A相关基因的表达,改变CCL2和CCL5 mRNA上m6A修饰以降低mRNA的稳定性。研究结果阐明了在急性肝损伤小鼠模型中，上调TTP，促进小鼠m6A甲基化的修饰水平，降低趋化因子CCL2和CCL5的mRNA稳定性，从而揭示了TTP在急性肝损伤过程中通过m6A修饰调控炎症相关因子的新机制。