蛋白质组学+脂质组学探究多胺对非酒精性脂肪肝的预防机制
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Sep 21,2023
前言
亚精胺是一种天然的多胺，对许多物种的健康有好处，可以延长寿命。脱氧丝氨酸合成酶(DHPS)和脱氧丝氨酸羟化酶(DOHH)是利用亚精胺催化翻译因子EIF5A (EIF5AH)翻译后丝氨酸化的关键酶。本研究发现非酒精性脂肪性肝炎(NASH)患者和小鼠以及用脂肪酸处理的肝细胞中，肝脏DOHH mRNA表达降低。
2022年9月,由新加坡国立大学医学院在Nature Communications期刊(IF:17.694)发表了题为“Spermidine-mediated hypusination of translation factor EIF5A improves mitochondrial fatty acid oxidation and prevents non-alcoholic steatohepatitis progression”的文章，该研究运用Label free蛋白组学、LC-MS脂质组学、RT-PCR逆转录聚合酶链反应、WB蛋白免疫印迹分析等多种技术方式分析了亚精胺对非酒精性脂肪肝的预防研究。
研究结果
1、非酒精性脂肪肝病小鼠肝细胞中Dhps-Dohh-Eif5aH通路中蛋白下调
作者研究了NASH饮食模型中的Dhps-Dohh-Eif5aH通路，在该模型中，小鼠被喂养添加了液体果糖(WDF)22的西方饮食。16周后，这些小鼠出现肥胖、胰岛素抵抗和NAFLD，这些症状与人类早期NASH22的表型相似。与正常日粮(NCD)喂养的对照组小鼠相比，WDF喂养的小鼠在16周时肝脏中多胺生物合成和hypusination通路基因的表达降低了和蛋白的表达(图1d)， 16周时Dhps、Dohh和Eif5aH蛋白表达降低(图1e，图S2a)。综上所述，这些结果表明，在该小鼠NASH模型中，多胺合成和Dhps-Dohh-Eif5aH通路减少。
2、Eif5a合成酶调节肝细胞的蛋白质合成和线粒体功能
为了了解内源性Eif5aH在肝细胞中的作用，作者使用Dohh或Eif5a siRNA在AML12细胞中敲低它们的表达，发现Dohh或Eif5a敲低(KD)降低了Eif5aH水平，研究结果表明，肝细胞中Dohh或Eif5a的缺失导致Eif5aH水平和蛋白质合成降低，线粒体蛋白和DNA减少，线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)减少。
3、亚精胺的补充保留了FA处理细胞中的Eif5aH和蛋白质合成
因为FA处理的肝细胞显示受损的Dhps-Dohh-Eif5a路径(图1f–h)，作者研究了FA是否会损害肝细胞中的蛋白质合成。研究结果显示，FA处理的细胞中一般蛋白质合成速率受损（图3a）。为了研究亚精胺的保护作用，作者利用Label free蛋白质组学技术以及WB蛋白免疫印迹法分析了FA处理以及FA+Spd处理后的细胞蛋白组，发现FA + Spd共同处理恢复了Eif5a（图3a），同时恢复了大多数被检测的线粒体蛋白，而不影响它们的mRNA水平（图3b），表明亚精胺可能增加FA处理细胞中Eif5a蛋白的合成。
接下来，作者评估了FA + Spd对mtDNA、细胞内脂质含量和线粒体活性氧(ROS)的影响，发现FA降低了mtDNA，增加了BODIPY和MitoSOX荧光，而亚精胺部分逆转了mtDNA和BODIPY荧光(图3e、f)，以及完全反转的MitoSOX荧光（图3g）。这些数据表明，亚精胺还恢复了FA处理细胞中的线粒体数量,降低了细胞内脂质含量和ROS。
关键词：
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