我们前期研究证实转化生长因子-β3(TGF-β3)能有效抑制TGF-β1介导的肝纤维化,进一步研究发现cAMP反应序列结合蛋白-1(CREB-1)是TGF-β3信号通路中的关键调节蛋白,能抑制肝星状细胞(HSC)中Ⅰ型胶原的产生,提示其有抗肝纤维化能力。国外最新研究也显示磷酸化的CREB-1在抗心肌纤维化和肺纤维化中起促进作用,但磷酸化的CREB-1极易失活,翻译后修饰能使蛋白的空间构象发生改变并可最大程度的发挥其生物学效应,翻译后修饰的CREB-1在肝纤维化中的作用尚不十分清楚。本课题以CREB-1作为切入点,拟构建CREB-1慢病毒载体并稳定感染肝纤维化模型大鼠和HSC以诱导CREB-1蛋白的大量表达,通过特异的磷酸化酶和乙酰化酶定向修饰CREB-1,证实翻译后修饰的CREB-1在阻断TGF-β1介导的肝纤维化中起重要作用,为阐明CREB-1的抗肝纤维化机制提供理论依据。
liver fibrosis;cAMP-responsive element binding protein-1 (CREB-1);Post-translational modifications;Transforming growth factor-β1 (TGF--β1);Transforming growth factor-β3 (TGF--β3)
我们前期研究证实转化生长因子-β3(TGF-β3)能有效抑制TGF-β1介导的肝纤维化,而cAMP反应序列结合蛋白-1(CREB-1)是TGF-β3信号通路中的关键调节蛋白,而CREB-1在肝纤维化中的作用尚不清楚。本项目的主要研究内容是探讨翻译后修饰的CREB-1对TGF-β1信号通路和其介导的肝纤维化的影响。在实验中,我们用pRSV-CREB-1质粒上调CREB-1表达,分别用cAMP激动剂(FSK)或组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA刺激CREB-1磷酸化和乙酰化,结果表明活化的CREB-1可以降低TGF-β1介导的I型胶原、磷酸化Smad2/Smad3、磷酸化 Erk1/2、RhoA、ROCK1的表达,并能增加Smad7的表达。因此,翻译后修饰的CREB-1不仅可以通过Smad依赖途径还可以通过Smad非依赖途径抑制TGF-β1介导的肝纤维化。在CCl4诱导的大鼠肝纤维化模型中,发现肝纤维化时p-CREB-1的表达水平较对照组明显升高 (1.8-fold, P<0.01),提示p-CREB-1可能在肝纤维化形成中发挥重要作用。此外,使用外源性重组蛋白TGF-β1处理HSC,结果显示外源性TGF-β1诱导HSC 内p-CREB-1的表达,而内源性TGF-β1 和collagen I 的mRNA和蛋白的表达也增加。在HSC内,上调或下调CREB-1的表达水平,使用外源性TGF-β1处理或不处理,结果显示在p-CREB-1表达上调的HSC内,TGF-β1 和collagen I的表达也增加,当合并TGF-β1诱导时增加更为显著。相反,在p-CREB-1表达下调的HSC内,TGF-β1 和collagen I的表达降低,外源性TGF-β1对内源性TGF-β1 和collagen I表达的诱导作用也减弱。此外,我们还通过染色质免疫共沉淀和报告基因的方法,发现p-CREB-1作为一种顺式作用元件,能够结合到TGF-β1基因启动子中的CRE位点上,启动TGF-β1基因的转录。在肝纤维化大鼠模型中,通过尾静脉注射慢病毒以上调CREB-1的表达,发现TGF-β1 和collagen I表达增多和纤维化形成。本项目深入研究了翻译后修饰的CREB-1在TGF-β1介导的肝纤维化中的重要作用和作用机制,丰富了肝纤维化发生机制和抗纤维化治疗靶点的理论研究。