肝细胞FOXA2表达影响肝纤维化的分子和细胞机制

Hepatocytes are critical for the maintenance of liver function and liver homeostasis, but the functional role of impaired hepatocytes in hepatic fibrogenesis remains elusive. FOXA2 (HNF3β), a member of hepatocyte nuclear factors (HNFs) family, plays a key role in hepatocyte differentiation and function maintenance. Our previous study indicated that the expression of FOXA2 was suppressed in fibrotic liver tissues in rats. Up-regulation of FOXA2 markedly alleviated hepatic fibrosis in rats. Nevertheless, overexpression of FOXA2 unexpectedly resulted in the activation and proliferation of hepatic stellate cells (HSCs) in vitro. Based on the distinct role of FOXA2 in hepatic cells, we will investigate the effect of FOXA2 on hepatocyte, HSCs and liver fibrosis using hepatocyte-specific or HSCs-specific conditional knockout mice and expression vectors in this project. Moreover, we will explore the underlining mechanism of inflammation and fibrosis induced by FOXA2 using hepatocyte-specific TGFβ1 conditional knockout mice, gene and miRNA chips. This study will clarify the mechanism regarding the effect of impaired hepatocytes on HSCs activation and liver fibrosis, ascertain the efficacy of restoration of hepatocytes functions in liver fibrosis and provide a novel method for the treatment of liver fibrosis.

肝细胞对维持肝脏功能和稳态起至关重要的作用，但肝细胞损伤对肝纤维化的作用尚未得到足够的重视。FOXA2（HNF3β）系肝细胞核因子家族的重要成员，是维持肝细胞分化和功能的重要转录因子。我们前期研究发现，FOXA2在纤维化肝组织表达明显下调；上调FOXA2表达可显著减轻大鼠肝纤维化；但体外研究显示，FOXA2可促进肝星状细胞（HSCs）活化和增殖。本课题拟以FOXA2为靶点，利用其在肝细胞及HSCs的不同作用，应用多种模式动物和细胞特异性表达载体，分别敲除或过表达肝细胞、HSCs 中FOXA2，观察其表达变化对肝脏不同细胞的作用及肝纤维化的影响，并利用肝细胞特异TGFβ1条件敲除小鼠、基因芯片和miRNA芯片，探讨肝细胞FOXA2对肝脏炎症和纤维化的作用机制。本课题将阐明损伤肝细胞诱导HSCs活化和促进肝纤维化的机制，确定保护肝细胞对肝纤维化的疗效，有望为肝纤维化治疗提供新的思路和方法。

肝细胞对维持肝脏功能和稳态起至关重要的作用，慢性肝病导致的肝纤维化及肝硬化的重要特征为肝细胞及其功能的损失，但肝细胞损伤对肝纤维化的作用尚未得到足够的重视，同时肝细胞再生慢性肝病治疗的关键。肝细胞核因子（HNF）家族是一系列在肝脏中优势表达的转录因子，在转录水平调控肝脏重要功能基因表达，其不同成员之间互相网络调控，对肝脏发育、结构和功能维持发挥关键作用。FOXA2为肝细胞核因子家族的重要成员，在肝脏分化及功能调控中发挥重要作用。在本研究中，我们发现FOXA2在纤维化肝组织中表达明显下调，其表达下调主要发生在肝细胞中，而在纤维化组织的肝星状细胞中FOXA2表达升高。进一步研究发现在肝细胞中特异性敲除FOXA2可加重肝小鼠肝纤维化，在肝脏或肝细胞中过表达FOXA2对小鼠肝纤维化具有明显的抑制作用。机制研究发现FOXA2可明显影响肝细胞糖脂代谢相关基因的表达，调控小鼠的纤维化肝脏的氧化应激水平；在敲除FOXA2的小鼠肝细胞中内质网应激的标志物CHOP表达水平明显升高，上调肝细胞FOXA2表达后肝组织CHOP的表达水平明显减少；同时FOXA2基因敲除可促进肝细胞凋亡，上调 FOXA2降低了纤维化组织中肝细胞的凋亡，表明FOXA2可能通过调控肝细胞内质网应激水平降低肝细胞凋亡进而影响肝纤维化进程。我们的研究表明利用FOXA2保护肝细胞功能对肝纤维化具有治疗作用，可能是肝纤维治疗的新策略。.在本课题研究中，我们还利用可特异标记肝细胞和肝脏非实质细胞的细胞谱系追踪小鼠，发现在重度慢性肝损伤中肝脏非实质细胞是再生细胞的重要来源；进一步利用可特异性标记胆管上皮细胞的细胞谱系追踪小鼠，发现胆管上皮细胞可转化为成熟肝细胞；并发现重度肝损伤的小鼠肝脏中存在既具有肝细胞又具有胆管细胞特征的双表型细胞；这些细胞具有较高的增殖能力，并随着损伤的加重而逐渐增多，是胆管细胞向肝细胞转化的中间过程。这一工作明确了胆管细胞向肝细胞的转分化，展现了原位胆管细胞向肝细胞转变的中间过程，将为肝再生研究提供实验基础和方法模型。