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基础医学院安威教授团队《Cell Death Differ》阐述肝再生增强因子减轻肝脏缺血/再灌注损伤的新机制

本站小编 Free考研考试/2021-12-25

2020年10月,首都医科大学基础医学院安威教授团队在《Cell Death & Differentiation》在线发表题为“Inhibition of Drp1 SUMOylation by ALR Protects the Liver from Ischemia-reperfusion Injury”的论文。该研究发现,在肝脏缺血/再灌注(I/R)损伤过程中,肝再生增强因子(Augmenter of liver regeneration, ALR)通过调控线粒体分裂关键蛋白——Drp1的类泛素化(SUMO)修饰,降低Drp1向线粒体转位,从而抑制线粒体过度分裂,保护线粒体功能,为临床防治肝脏I/R损伤提供了理论依据。基础医学院细胞生物学博士研究生黄婧和谢萍副教授为共同第一作者,安威教授为通讯作者。

I/R损伤是肝移植过程中常见的病理过程,与肝移植后早期的排斥反应以及肝功能障碍密切相关,经典的I/R损伤机制包括氧化应激、钙超载、微循环障碍和炎症。最新研究发现,线粒体功能障碍有可能是I/R发生的另一重要病理生理学机制。线粒体异常分裂(fission)可导致线粒体功能障碍,参与肝脏I/R损伤。Drp1是线粒体分裂的核心蛋白,磷酸化修饰和SUMO化修饰决定了其由胞浆向线粒体转位并促进线粒体分裂的重要作用,但在I/R过程中这两种修饰如何被精密调控尚不清楚。
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安威教授团队长期致力于肝脏损伤与修复研究,尤其关注ALR(亦称肝刺激因子Hepatic stimulator substance, HSS)抑制肝脏损伤的分子机制。课题组发现,在肝脏I/R过程中,Drp1的S616位磷酸化修饰和SUMO化修饰之间存在此消彼长,互为补偿的关系,交互性地(reciprocally)促使Drp1向线粒体的转移;利用Alr基因敲除小鼠模型,课题组通过体内外实验证实,在I/R过程中,ALR除了阻止Drp1的S616位磷酸化修饰外,ALR还能抑制Drp1的SUMO化修饰,减少Drp1向线粒体的转位,维持线粒体结构与功能的完整性。进一步的机制研究显示,ALR可与转录因子YY1结合,阻碍YY1的核转位,降低靶基因UBA2(编码SUMO激活酶-E1)的转录,进而抑制Drp1的SUMO化修饰。
上述结果是该课题组2017年底首次报道ALR通过CDK1抑制Drp1磷酸化、减轻肝细胞线粒体损伤及I/R进程(见Hepatology, 2017)之后的又一重大进展。该研究进一步明确了线粒体动态紊乱与I/R发生的关系,以及ALR作为肝脏特异性的保护因子,在维持线粒体稳态及对抗肝脏I/R损伤中的关键作用,为该类疾病的防治提供了可能新途径。
本研究得到国家自然科学基金(31771279)的资助。

安威,教授、博士生导师,首都医科大学基础医学院细胞生物学系主任,肝脏保护与再生调节北京市重点实验室主任。北京市优秀教学名师。长期从事肝脏保护与再生调节的细胞分子生物学机制。先后承担10项国家自然科学基金面上课题以及“863”和“973”课题各1项,在国际杂志发表论文70余篇。主编本科生教材《医学细胞生物学》(第1-4版,北京大学医学部出版社)和研究生教材《医学细胞生物学》(第3版,人民卫生出版社),参编教材多部。指导本科生参加全国基础医学创新大赛并多次获一等奖。获北京市科技进步奖2项。




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