蛋白質(zhì)組學(xué)+脂質(zhì)組學(xué)探究多胺對(duì)非酒精性脂肪肝的預(yù)防機(jī)制
Time:
Sep 21,2023
前言
亞精胺是一種天然的多胺，對(duì)許多物種的健康有好處，可以延長(zhǎng)壽命。脫氧絲氨酸合成酶(DHPS)和脫氧絲氨酸羥化酶(DOHH)是利用亞精胺催化翻譯因子EIF5A (EIF5AH)翻譯后絲氨酸化的關(guān)鍵酶。本研究發(fā)現(xiàn)非酒精性脂肪性肝炎(NASH)患者和小鼠以及用脂肪酸處理的肝細(xì)胞中，肝臟DOHH mRNA表達(dá)降低。
2022年9月,由新加坡國(guó)立大學(xué)醫(yī)學(xué)院在Nature Communications期刊(IF:17.694)發(fā)表了題為“Spermidine-mediated hypusination of translation factor EIF5A improves mitochondrial fatty acid oxidation and prevents non-alcoholic steatohepatitis progression”的文章，該研究運(yùn)用Label free蛋白組學(xué)、LC-MS脂質(zhì)組學(xué)、RT-PCR逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)、WB蛋白免疫印跡分析等多種技術(shù)方式分析了亞精胺對(duì)非酒精性脂肪肝的預(yù)防研究。
研究結(jié)果
1、非酒精性脂肪肝病小鼠肝細(xì)胞中Dhps-Dohh-Eif5aH通路中蛋白下調(diào)
作者研究了NASH飲食模型中的Dhps-Dohh-Eif5aH通路，在該模型中，小鼠被喂養(yǎng)添加了液體果糖(WDF)22的西方飲食。16周后，這些小鼠出現(xiàn)肥胖、胰島素抵抗和NAFLD，這些癥狀與人類早期NASH22的表型相似。與正常日糧(NCD)喂養(yǎng)的對(duì)照組小鼠相比，WDF喂養(yǎng)的小鼠在16周時(shí)肝臟中多胺生物合成和hypusination通路基因的表達(dá)降低了和蛋白的表達(dá)(圖1d)， 16周時(shí)Dhps、Dohh和Eif5aH蛋白表達(dá)降低(圖1e，圖S2a)。綜上所述，這些結(jié)果表明，在該小鼠NASH模型中，多胺合成和Dhps-Dohh-Eif5aH通路減少。
2、Eif5a合成酶調(diào)節(jié)肝細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成和線粒體功能
為了了解內(nèi)源性Eif5aH在肝細(xì)胞中的作用，作者使用Dohh或Eif5a siRNA在AML12細(xì)胞中敲低它們的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)Dohh或Eif5a敲低(KD)降低了Eif5aH水平，研究結(jié)果表明，肝細(xì)胞中Dohh或Eif5a的缺失導(dǎo)致Eif5aH水平和蛋白質(zhì)合成降低，線粒體蛋白和DNA減少，線粒體氧化磷酸化(OXPHOS)減少。
3、亞精胺的補(bǔ)充保留了FA處理細(xì)胞中的Eif5aH和蛋白質(zhì)合成
因?yàn)镕A處理的肝細(xì)胞顯示受損的Dhps-Dohh-Eif5a路徑(圖1f–h)，作者研究了FA是否會(huì)損害肝細(xì)胞中的蛋白質(zhì)合成。研究結(jié)果顯示，F(xiàn)A處理的細(xì)胞中一般蛋白質(zhì)合成速率受損（圖3a）。為了研究亞精胺的保護(hù)作用，作者利用Label free蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)以及WB蛋白免疫印跡法分析了FA處理以及FA+Spd處理后的細(xì)胞蛋白組，發(fā)現(xiàn)FA + Spd共同處理恢復(fù)了Eif5a（圖3a），同時(shí)恢復(fù)了大多數(shù)被檢測(cè)的線粒體蛋白，而不影響它們的mRNA水平（圖3b），表明亞精胺可能增加FA處理細(xì)胞中Eif5a蛋白的合成。
接下來，作者評(píng)估了FA + Spd對(duì)mtDNA、細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量和線粒體活性氧(ROS)的影響，發(fā)現(xiàn)FA降低了mtDNA，增加了BODIPY和MitoSOX熒光，而亞精胺部分逆轉(zhuǎn)了mtDNA和BODIPY熒光(圖3e、f)，以及完全反轉(zhuǎn)的MitoSOX熒光（圖3g）。這些數(shù)據(jù)表明，亞精胺還恢復(fù)了FA處理細(xì)胞中的線粒體數(shù)量,降低了細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量和ROS。
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