Nature Communications：环指蛋白13通过靶向STING传递的信号通路预防非酒精性脂肪性肝炎

导读

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是全球最常见的肝病。最近的研究表明，与先天免疫相关的信号通路推动了NAFLD的进展。这项研究旨在确定NAFLD进展过程中天然免疫的有效调节因素。为此，进行了基于表型的高含量筛选，环指蛋白13(RNF13)被确定为一种有效的体外脂质积累抑制物。通过体内功能获得和功能丧失的分析来研究RNF13在NAFLD中的作用。转录组测序和免疫沉淀-质谱学被用来探索潜在的机制。我们发现RNF13蛋白在NASH患者的肝脏中上调。肝细胞中Rnf13基因敲除可加重饮食诱导小鼠肝脏的胰岛素抵抗、脂肪变性、炎症、细胞损伤和纤维化，过表达Rnf13可减轻这一过程。机制上，RNF13以泛素化依赖的方式促进干扰素基因刺激物蛋白(STING)的蛋白酶体降解。本研究为NAFLD的治疗提供了一个有希望的先天免疫相关靶点。

论文ID

题目：RING finger protein 13 protects against nonalcoholic steatohepatitis by targeting STING-relayed signaling pathways

译名：环指蛋白13通过靶向刺痛转导信号通路保护非酒精性脂肪性肝炎

期刊：Nature Communications

IF：16.60

发表时间：2023.10.20

通讯作者单位: 第四军医大学

DOI号：https://doi.org/10.1038/s41467-023-42420-1

主要内容

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是世界上最常见的肝脏疾病，包括从单纯性脂肪变性或非酒精性脂肪肝(NAFL)到非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、NASH相关性纤维化、肝硬变和肝细胞癌等一系列疾病。如果不进行治疗，NAFL可能会进展为NASH，导致肝功能衰竭的高风险。据估计，NASH很可能在十年内成为肝移植的主要适应症。尽管NAFLD造成了巨大的社会经济负担，但对NAFLD/NASH的有效治疗干预尚未得到批准。因此，迫切需要对该病的发病机制有一个全面的了解。

通常来讲，先天免疫细胞在微生物感染过程中起着至关重要的作用。有趣的是，目前的研究已经证明了先天免疫系统对NAFLD进展的巨大影响：它不仅启动肝脏组织的炎症反应，而且还进行免疫无关的病理反应，如脂肪变性和肝脏胰岛素抵抗。因此，属于先天免疫系统的分子和途径在NASH的发病机制中起着积极的作用，免疫代谢是一个值得深入研究的新兴研究领域。

尽管有大量研究对TLRs和NLRs在NAFLD中的作用进行了研究，但cGAS-STING途径是先天免疫系统中主要的胞质DNA传感途径，受到了更多的关注。先前的研究表明，人和小鼠肝细胞不表达STING，这是肝细胞抵抗乙肝病毒感染能力较弱的原因；巨噬细胞诱导的cGAS-STING-TBK1途径为NASH提供燃料。然而，随着研究的进展，不断有新的发现。首先，几位研究人员独立检测到了肝细胞中STING信号通路的激活：代谢应激时，cGAS40可以感受到释放的微生物或线粒体DNA；内质网(ER)胁迫也可以诱导STING信号通路，这是NASH2中的一个关键分子事件。其次，研究揭示了cGAS-STING-TBK1通路在肝细胞中的几种生物学功能：激活的STING信号通路有助于p62的磷酸化和蛋白质包涵体在NASH30中的积累；STING可以限制脂噬作用，抑制STING信号通路可以改善FFAs处理的肝细胞的血脂紊乱和炎症。在这项研究中，我们还通过采用改进的细胞模型验证了刺痛在肝细胞中的促炎和造脂作用，该模型更真实地模拟了体内NAFLD的条件。此外，我们还证明了STING是RNF13在NASH中的下游靶点，因为RNF13在肝细胞中的过表达可以抑制STING蛋白水平及其下游信号的激活；腺病毒介导的STING过表达显著恢复了RNF13过表达肝细胞中严重的脂质沉积和炎症反应。此外，我们的研究表明，TRIM29也参与了NASH的发病，TRIM29已被证明通过诱导刺痛降解来负向调节局部先天免疫。    

在NAFLD进展中诱导RNF13

事实上，典型的炎症细胞，如库普弗细胞、单核细胞和中性粒细胞，在先天性免疫反应中发挥关键的调节功能。然而，肝细胞和肝内皮细胞也被报道参与免疫调节。最新的研究甚至表明，肝细胞可以成为脂多糖(LPS)攻击下招募的巨噬细胞和CD4+T细胞的调节中心。因此，尽管STING在炎症细胞中高表达，但肝细胞中的内源性STING通路可能参与调节NASH的进展。一方面，STING途径调节肝细胞中细胞因子的产生，这可能促进非实质细胞的募集，加剧脂肪沉积，从而导致肝细胞损伤的恶性循环；另一方面，由于STINI依赖的I型干扰素反应参与控制脂质的合成和输入，并且STING与SCAP-SREBP1复合体相关，因此STING可能直接调节肝细胞的脂质代谢，从而引发脂毒性诱导的内质网(ER)应激、线粒体功能障碍和炎症等。尽管仍有一些问题有待解决，但肝细胞中的STING信号通路是NAFL向NASH转变的有效启动子是合理的，靶向该信号通路中的成分对NASH患者来说是一种很有希望的治疗方法。    

在PAOA刺激下，RNF13变得更稳定

在我们的工作中，我们发现RNF13是NASH发病机制中刺痛和下游信号通路的有效抑制物。RNF13所属的PA-TM环家族成员与天然免疫有明显的相关性，如RNF128、RNF130、RNF150和RNF204。至于RNF13，已有研究报道它通过激活IRE1TRAF2-JNK信号通路诱导内质网应激和细胞凋亡。尽管内质网应激转换对NAFLD2中肝细胞的动态平衡产生不利影响，并且RNF13已被报道为内质网锚定蛋白，但在我们的IP-MS结果中，我们未能检测到RNF13与内质网应激的重要介质如IRE1、PERK和ATF6之间的相互作用。此外，在探索RNF13在NASH中调控的潜在信号通路和生物学过程中，我们也没有在转录组分析中检测到ER胁迫相关通路的明显丰富。更重要的是，我们研究中的功能分析确定RNF13是NASH中的抗炎蛋白，而不是促炎蛋白。我们推测这些差异是由于不同的细胞类型和处理方法造成的，需要进一步的研究来充分评价RNF13在不同病理条件下的生物学功能。    

我们发现，TRIM29不是内质网应激相关蛋白，而是RNF13对NASH的调节。以前的研究已经报道了TRIM29通过促进刺痛降解来负向调节DNA病毒触发的先天性免疫反应的作用。值得注意的是，我们首先证明了在NASH进展过程中TRIM29-STING调节轴，这也有利于参与先天免疫的因素可能是NASH治疗的潜在治疗靶点。有趣的是，我们的工作在NASH发病中呈现了双重的E3连接酶依赖的调节。以前的研究也证明了E3连接酶和/或去泛素酶(DUBS)在调节细胞周期、自噬、抗病毒反应等方面的组合。然而，这在纳什很少有报道。鉴于越来越多的证据表明基于泛素的翻译后修饰在NASH中的广泛参与，E3连接酶和DUB之间的串扰应该受到更多的重视。我们的工作丰富了双E3连接酶介导的调控理论，为NASH患者的多靶点治疗奠定了理论基础。    

机制总结图

总结

综上所述，我们发现RNF13是一种有效的抑制NASH进展过程中脂质沉积、炎症反应和代谢紊乱的药物。从机制上讲，RNF13通过K63连接的泛素化来稳定TRIM29，从而启动TRIM29以泛素化依赖的方式降解刺痛，并终止下游信号通路的异常激活。

原文链接

https://doi.org/10.1038/s41467-023-42420-1

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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