《Life Sciences》：Progesterone receptor membrane component 1 accelerates liver fibrosis by interacting with transforming growth factor β receptor
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肝纤维化中PGRMC1调控TGF-βR信号通路的作用及其治疗潜力。通过GEO数据分析和CCl4诱导的PGRMC1-KO小鼠模型，发现PGRMC1通过促进TGF-β受体激活及SMAD磷酸化促进肝纤维化，抑制TGF-βR1可逆转该效应，且PGRMC1与TGF-βR存在直接相互作用。
作者：Moeka Mukae、Je-Won Ko、Hyo-Jung Kwun、In-Jeoung Baek、Sang R. Lee、Eui-Ju Hong
韩国忠南国立大学兽医学院，大田，34134
摘要
目的
转化生长因子-β（TGF-β）通过SMAD信号通路驱动肝星形细胞（HSC）的激活，最终导致肝纤维化和肝硬化。虽然非经典孕酮受体——孕酮受体膜成分1（Pgrmc1）已被证实与肝脏代谢有关，但其在肝纤维化中的作用仍不明确。
主要方法
为了研究PGRMC1在肝纤维化中的作用，我们分析了来自肝硬化患者的公共基因表达组（GEO）数据集。在野生型和Pgrmc1敲除（KO）小鼠中建立了四氯化碳（CCl?）诱导的肝纤维化模型。此外，还使用原代肝细胞和Lx-2细胞来探索特定细胞类型的信号通路。
关键发现
公共数据集分析显示，PGRMC1表达水平较高与肝硬化的发展和患者生存期缩短相关。在CCl?诱导的模型中，Pgrmc1-KO小鼠对肝纤维化表现出显著的抵抗力，其TGF-β信号通路受到抑制。然而，Pgrmc1-KO原代肝细胞容易发生CCl?诱导的细胞凋亡。相反，PGRMC1敲低显著降低了TGF-β受体（TGF-βR）蛋白水平和SMAD磷酸化程度。TGF-βR1的抑制消除了Pgrmc1敲低细胞中观察到的SMAD磷酸化减少现象，共免疫沉淀实验揭示了PGRMC1与TGF-βR之间的相互作用。
意义
总体而言，我们的研究结果表明，PGRMC1通过调节TGF-βR在肝纤维化进展中起着关键作用，这突显了其作为基于抗体的治疗靶点的潜力。
引言
纤维化是许多慢性炎症性疾病的病理特征，其特征是细胞外基质（ECM）成分的过度积累。这一过程可影响多个器官系统，包括肺、心脏、肾脏和肝脏。在纤维化的关键驱动因素中，转化生长因子-β1（TGF-β1）起着核心作用，尤其是在慢性炎症和代谢紊乱的情况下。各种病理刺激（如毒素、感染性病原体和自身免疫活动）可触发TGF-β1的激活[1]。随着ECM成分的积累，纤维化会促进多种严重疾病的进展，包括肺纤维化、心肌梗死、肝硬化、慢性肾病和难治性癌症。值得注意的是，纤维化估计占发达国家所有死亡人数的约45%[2]。
肝纤维化的特点是肝实质塌陷后ECM蛋白的异常积累，最终导致肝硬化[3]。这一过程是由肝脏中毒素、脂肪和瘢痕组织的积聚引起的，这些物质会破坏肝脏结构并影响血液流动。因此，缺乏充足血液供应的组织可能会发生坏死，逐渐发展为肝衰竭。肝纤维化的一个主要挑战是其早期阶段通常无症状，使得诊断变得困难。患者往往在病情进展到肝硬化时才意识到自身的状况，此时症状才会显现。如果未被及时发现，持续的肝纤维化可能导致肝硬化、肝衰竭和门脉高压，常常需要肝脏移植[4]。尽管肝纤维化伴随严重的并发症，但目前尚无有效的治疗方法来预防或逆转这一过程。
TGF-β在慢性肝病进展的所有阶段都起着关键作用，从最初的肝脏损伤到炎症、纤维化，最终发展为肝硬化和肝细胞癌（HCC）[5,6]。包括HSCs在内的多种肝细胞产生并释放TGF-β，该因子在肝脏受损时被激活[7,8]。活化的TGF-β水平升高会促进肝细胞破坏，同时促进HSCs和成纤维细胞的激活。这一过程通过肌成纤维细胞的生成和ECM沉积来促进组织重塑[9,10]。TGF-β存在三种异构体（TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3），它们都以含有前肽区域的前体形式合成。激活后，TGF-β与TGF-β受体（TGF-βR）结合，TGF-βR是由TGF-βR1和TGF-βR2组成的异二聚体[11]。因此，包括SMAD通路在内的下游TGF-β信号传导需要TGF-βR1和TGF-βR2的同时存在[12]。
作为非经典孕酮受体，孕酮受体膜成分1（PGRMC1）在肝脏中高度表达，并作为参与多种细胞过程的蛋白质-蛋白质相互作用中心[13]。在细胞膜上，PGRMC1与表皮生长因子受体（EGFR）相互作用；在内质网中，它与细胞色素P450酶结合[14,15]。先前的研究已将PGRMC1与脂质介导的慢性炎症代谢失调联系起来[16,17]，包括脂肪肝。然而，其在肝纤维化中的作用及其与TGF-βR的潜在相互作用仍很大程度上尚未探索。为此，我们使用了Pgrmc1敲除（KO）小鼠，并通过四氯化碳（CCl?）诱导肝纤维化。
动物实验
动物
使用TALEN方法和特定的Pgrmc1 TALEN质粒生成了Pgrmc1-KO小鼠[18]。野生型（WT）C57BL/6J雄性小鼠和Pgrmc1-KO雄性小鼠（8周龄）被饲养在忠南国立大学（大田，韩国）的温度和光照控制设施中。所有小鼠均采用正常饮食，并可自由饮水。为了诱导肝纤维化，小鼠每周两次接受腹腔注射10%的CCl?（玉米油稀释，剂量为6 μL/体重）。
与野生型小鼠相比，Pgrmc1-KO小鼠对CCl?诱导的肝纤维化表现出更强的抵抗力
为了探讨PGRMC1作为治疗靶点的潜力，我们分析了公开可用的数据集GSE15654。在死亡个体中，PGRMC1 mRNA表达水平较高的患者生存期显著较短（图1A）。为了进一步研究PGRMC1在肝炎向肝硬化转变中的作用，我们将GSE89377中的患者分为两组：肝硬化发生前和发生后的患者。
讨论
无法控制的肝细胞死亡会促使患者发生各种形式的纤维化，最终导致肝硬化，进而引发肝衰竭[3,4,30]。尽管PGRMC1在多种肝脏疾病中的潜在作用已被广泛研究，但其在肝纤维化中的具体作用仍不明确。尽管Pgrmc1-KO小鼠在暴露于CCl?时表现出较低的肝纤维化程度，但它们的ALT水平或促炎细胞因子没有显著变化。
作者贡献声明
Moeka Mukae：撰写初稿、数据可视化、验证、软件使用、方法设计、实验设计、数据分析、概念化。
Je-Won Ko：方法设计、实验设计、数据分析。
Hyo-Jung Kwun：方法设计、实验设计、数据分析。
In-Jeoung Baek：方法设计、实验设计、数据分析。
Sang R. Lee：撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证、实验设计、数据分析、数据管理。
Eui-Ju Hong：撰写：
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了韩国国家研究基金会（NRF）基础科学研究计划的支持，该计划由教育部资助（RS-2021-NR065780）。
