细胞色素P450ω-羟化酶4A14对肝纤维化的影响及机制研究

Hepatic fibrosis is a pathological process characterized by intrahepatic diffuse excess deposition of extracellular matrix （ECM），which is also an important stage in the progression of varied chronic liver disease to cirrhosis. The primary function of cytochrome P450 ω-hydroxylase 4a14 (Cyp4a14) is to metabolize medium-chain fatty acids and arachidonic acid. Our preliminary studies have shown that Cyp4a14 knockout mice can significantly improve the development of methionine-choline-diet-induced hepatic fibrosis. This project intends to explore the role of Cyp4a14 in hepatic fibrosis both in vitro and in vivo, and further explore its possible molecular mechanisms. We will test the hypothesis by: 1) Induce hepatic fibrosis in wild-type mice and Cyp4a14 knockout mice by CCL4 and BDL to investigate the role of Cyp4a14 in the pathogenesis of hepatic fibrosis；2) Use primary hepatic stellate cells (wild mice and cyp4a14 knockout mice) to explore the molecular mechanism of Cyp4a14 in the pathogenesis of hepatic fibrosis. The completion of the proposed studies will not only help clarify the role of Cyp4a14 in the pathogenesis of hepatic fibrosis, but also provide a potential therapeutic target for the treatment hepatic fibrosis.

肝纤维化是一种肝内弥漫性细胞外基质（ECM）过度沉积的病理过程，是多种慢性肝脏疾病进展为肝硬化和肝癌的重要阶段。细胞色素P450ω-羟化酶4a14(Cyp4a14)的主要功能是参与中链脂肪酸和花生四烯酸的代谢。前期研究结果表明Cyp4a14基因敲除小鼠可以明显改善甲硫氨酸-胆碱缺乏饮食诱导的肝纤维化的发生发展。本项目拟从体内、体外两个水平探讨Cyp4a14在肝纤维化中的作用，并进一步探讨其可能的分子机制。我们将：1）在野生型小鼠和Cyp4a14基因敲除小鼠上，利用四氯化碳（CCL4）处理和胆管结扎（BDL）诱导肝纤维化模型，探讨Cyp4a14在肝纤维化发病中的作用；2）在原代肝星状细胞（野生型小鼠和/或cyp4a14基因敲除小鼠）上探讨Cyp4a14影响肝纤维化发生的分子机制。本研究的完成不仅有助于揭示肝纤维化发生和发展的机制，也将为肝纤维化的防治提供新的潜在靶点。

肝纤维化是一种进行性的病理过程。其病理特征是细胞外基质（ECM）合成过多和降解不足导致ECM 在肝内沉积。肝纤维化进程若持续发展将引起肝硬化并最终导致肝衰竭和死亡。本研究主要通过在体研究细胞色素P450ω-羟化酶4a14(Cyp4a14)在胆管结扎（BDL）和四氯化碳（CCL4）处理诱导的肝纤维化发病过程中的作用。取得的结果、数据及意义如下：.1、胆汁淤积(Cholestasis)是由于胆汁分泌及排泄障碍引起的一种病理生理过程，表现为肝脏以及体循环内胆酸、胆固醇及胆红素等胆汁成分的过度堆积，造成对肝细胞及机体的损伤，长期持续的胆汁淤积将进展为肝纤维化甚至肝硬化。本研究首次阐述了Cyp4a14与胆总管结扎诱导的肝脏纤维化有相关性。首先，我们发现同野生型小鼠（wild type，WT）相比，Cyp4a14基因敲除（Cyp4a14-/-）小鼠显著性恶化BDL诱导的肝脏纤维化的发生。其次，同对照组小鼠相比，肝脏特异性过表达Cyp4a14小鼠可以明显改善BDL诱导的肝脏纤维化的发生。.2、肝纤维化的发生与坏死或炎症细胞释放的多种促炎细胞因子及脂质过氧化产物有着密切的相关性。CCl4是一种经典的具有选择性致肝损伤的药物，其进入机体后被活化成自由基如三氯甲基自由基(CCl3)，该自由基与肝细胞内大分子发生共价结合后，可直接损伤质膜，启动脂质过氧化作用，破坏肝细胞的膜性结构等，造成肝细胞变性坏死和肝纤维化的形成。本研究首次阐述了Cyp4a14与CCl4诱导的肝脏纤维化的发生具有相关性。首先，我们发现同WT小鼠相比，Cyp4a14-/-小鼠显著性恶化CCL4诱导的肝脏纤维化的发生。其次，同对照组小鼠相比，肝脏特异性过表达Cyp4a14小鼠可以明显改善CCL4诱导的肝脏纤维化的发生。.以上研究为阐明Cyp4a14在肝纤维化发生与发展中的作用机制提供了证据，并为临床防治肝纤维化和新药研究提供了新思路。