蛋白质组学和代谢组学揭示NAD+前体抑制肝纤维化的机理

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肝纤维化是肝组织受到损伤后发生的一种可逆的损伤修复反应,持续的肝纤维化会导致严重的肝硬化甚至肝癌。到目前为止,仍没有可供临床使用的治疗肝纤维化的药物或方法。因此,发展有效的预防和治疗肝纤维化的方法对于肝病的治疗至关重要。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)是体内很多重要生化反应的辅酶或底物,在细胞生长、生物节律、能量代谢、抗氧化以及衰老等方面起到重要的调节作用。NAD+前体的补充是增加细胞内NAD+含量比较有效且简便的方法。烟酰胺(NAM),烟酰胺核糖(NR)和烟酰胺单核苷酸(NMN)是比较常见的几种NAD+的前体。NAD+前体的补充可以提高包括肝脏在内的多种脏器的功能。因此,补充NAD+前体可能成为一种治疗和预防肝纤维化的方法。在本论文的研究工作中,我们首先使用了定量分泌组学分析了NMN介导的肝星状细胞分泌蛋白谱的变化,实验结果表明NMN抑制了肝星状细胞促纤维化蛋白和一些氧化还原酶的分泌。实时荧光定量PCR分析表明NMN可以显著抑制肝星状细胞的活化。在机制研究方面,定量蛋白质组学结果表明,NMN的处理增加了15-羟基前列腺素脱氢酶(15-PGDH)在肝星状细胞内的含量。我们还发现NMN通过抑制15-PGDH的氧化降解进而降低了前列腺素E2(PGE2)的水平,最终抑制了肝星状细胞的活化。此外,定量分泌蛋白组学和定量蛋白质组学分析表明NAD+的另一种前体NAM可以明显抑制肝星状细胞的活化。随后,我们在小鼠模型中发现NMN可以抑制肝纤维化的进程并改善肝脏的损伤程度;NAM能够在一定程度上抑制肝纤维化,却没有改善小鼠肝损伤的程度。代谢组学分析表明NAM和NMN在小鼠肝纤维化的肝组织中的代谢变化特征不一样:NAM没有增加肝组织NAD+的含量,NMN却明显增加了肝组织NAD+的含量。此外,我们发现NMN还增加了肝组织谷胱甘肽(GSH)的含量。综上所述,本论文的研究工作发现NAM和NMN抑制了肝纤维化的进程以及肝星状细胞的活化,但是二者在肝组织中的代谢特征存在差异。这些发现为更好地理解NAM和NMN在肝纤维化和肝星状细胞活化方面的调节作用提供了新的认识,也提示通过补充NMN可能成为预防和治疗肝纤维化的一种策略。
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