NAT COMMUN｜浙大徐驍/浙江省人民醫(yī)院魯?shù)蠄F(tuán)隊(duì)揭示FGF21在早期肝移植損傷中的調(diào)控機(jī)制
肝移植（LT）是終末期肝病患者的治療干預(yù)手段，然而早期移植物功能障礙（EAD）是肝移植術(shù)后危及生命且發(fā)展迅速的并發(fā)癥，關(guān)于早期移植物損傷的潛在機(jī)制目前了解欠缺。成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21（FGF21）對(duì)調(diào)節(jié)肝臟穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，但FGF21對(duì)肝移植損傷的影響尚不確定。近日，浙江大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院徐驍、浙江省人民醫(yī)院魯?shù)涎芯繄F(tuán)隊(duì)在Nature Communications?(IF14.7)發(fā)表題為“FGF21 modulates immunometabolic homeostasis via the ALOX15/15-HETE axis in early liver graft injury”的文章，研究闡明了肝移植和血清中FGF21的高水平與LT受者移植物功能和存活率的改善有關(guān)，揭示了FGF21的調(diào)控機(jī)制，并為其在LT后早期肝移植損傷中的潛在臨床應(yīng)用提供了見(jiàn)解。
研究結(jié)果
1、FGF21缺乏通過(guò)ALOX15/15-HETE軸加重I/R誘導(dǎo)的炎癥
研究顯示，F(xiàn)GF21表達(dá)與肝移植后臨床預(yù)后密切相關(guān)，并且FGF21缺乏顯著加重了I/R誘導(dǎo)的血清ALT和AST的升高以及肝損傷和肝細(xì)胞壞死。為闡明由FGF21缺乏驅(qū)動(dòng)的肝臟I/R損傷的潛在機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)來(lái)自Fgf21 KO和野生型小鼠的I/R處理的肝臟樣本進(jìn)行了RNA測(cè)序和脂質(zhì)組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)參與AA通路的15-HETE是I/R治療后FGF21 KO肝臟中表達(dá)上調(diào)最多的代謝物之一。WGCNA顯示了與Alox15或15-HETE密切相關(guān)的基因/代謝物模塊，多種炎癥信號(hào)通路在模塊中富集，且正相關(guān)程度最高，提示ALOX15/15-HETE在調(diào)節(jié)I/R誘導(dǎo)的肝臟炎癥中的潛在作用。進(jìn)一步使用ALOX15抑制劑PD146176處理證實(shí)Fgf21 KO小鼠的I/R損傷是由ALOX15升高引起。此外，研究人員還通過(guò)轉(zhuǎn)染AAV8-TBG-Alox15 shRNA建立了肝臟特異性Alox15敲低小鼠模型，肝臟中的Alox15-KD產(chǎn)生了對(duì)I/R損傷的抵抗，表現(xiàn)為肝功能改善以及組織病理學(xué)肝損傷的減輕。綜上所述，F(xiàn)GF21/ALOX15/15-HETE軸在肝I/R損傷中具有重要調(diào)節(jié)作用。
ALOX15/15-HETE在肝I/R損傷中的調(diào)節(jié)作用
2、rmFGF21激活FGFR4-ERK1/2通路以改善I/R誘導(dǎo)的病理
研究人員使用WT和Fgf21-KO小鼠建立了原位肝移植小鼠模型，并對(duì)移植肝移植物的炎癥因子和CyTOF進(jìn)行了多重分析，結(jié)果表明Fgf21 KO肝移植后誘導(dǎo)了過(guò)度的先天免疫反應(yīng)，從而加劇了肝損傷。隨后，在小鼠I/R治療前給予rmFGF21，研究其對(duì)肝損傷的療效。與對(duì)照小鼠相比，rmFGF21組在再灌注6 h后血清ALT和AST水平顯著降低，F(xiàn)GF21水平最高，rmFGF21處理小鼠表現(xiàn)出對(duì)I/R損傷的抵抗。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)rmFGF21處理增加了ERK1/2的磷酸化，rmFGF21在激活ERK1/2通路的同時(shí)也降低了ALOX15的水平，用ERK1/2特異性抑制劑SCH772984治療后，這種作用減弱。此外，rmFGF21誘導(dǎo)的FGFR4磷酸化和ALOX15的抑制作用通過(guò)FGFR4特異性抑制劑FGF401處理而被消除。這些數(shù)據(jù)表明，肝臟FGFR4介導(dǎo)rmFGF21的保護(hù)作用。
rmFGF21治療可緩解I/R誘導(dǎo)的肝細(xì)胞損傷
3、FGF21對(duì)脂肪肝I/R損傷的保護(hù)作用
采用HFD喂養(yǎng)8周的小鼠建立了脂肪變性肝I/R損傷模型，F(xiàn)GF21缺乏可顯著提高I/R治療后血清ALT和AST；此外在I/R損傷后，HFD喂養(yǎng)的Fgf21 KO小鼠肝臟中15-HETE水平明顯升高，肝壞死、ROS生成和凋亡細(xì)胞也大幅增加，表明FGF21在I/R治療后脂肪變性肝臟免疫代謝中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。為驗(yàn)證ALOX15在脂肪變性肝臟I/R損傷中的重要作用，研究人員在HFD小鼠I/R治療前轉(zhuǎn)染AAV8-TBG-Alox15 shRNA或腹腔注射PD146176，在兩組模型中均觀察到脂肪變性肝臟中15-HETE含量降低，并對(duì)I/R損傷表現(xiàn)出更高的抵抗力，從而改善了肝功能，減輕了組織病理學(xué)肝損傷。進(jìn)一步研究表明轉(zhuǎn)基因過(guò)表達(dá)肝臟Fgf21或給藥rmFGF21可減輕脂肪變性肝I/R后的肝損傷、細(xì)胞凋亡和炎癥，此外還實(shí)現(xiàn)了脂肪變性的明顯逆轉(zhuǎn)。
脂肪肝I/R損傷中的ALOX15-15-HETE軸
研究結(jié)論
本研究表明，F(xiàn)GF21是肝移植后急性移植物損傷的有效生物標(biāo)志物，尤其是脂肪變性移植物。在肝I/R損傷中，F(xiàn)GF21缺乏通過(guò)ALOX15/15-HETE軸破壞免疫代謝穩(wěn)態(tài)，從而加重LT后移植物損傷。外源性補(bǔ)充FGF21可能是減輕肝移植損傷和預(yù)防EAD的有效策略，特別是使用脂肪變性肝移植物的移植。
