Arrestin介導的TSH調節肝細胞SREBPs功能機制研究

《Arrestin介導的TSH調節肝細胞SREBPs功能機制研究》是依託山東大學，由薄濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：Arrestin介導的TSH調節肝細胞SREBPs功能機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：薄濤
• 依託單位：山東大學

中文摘要

促甲狀腺素受體（TSHR）是存在於甲狀腺細胞膜上的G蛋白偶聯受體（GPCR）家族蛋白。Arrestin在甲狀腺TSHR內化和胞吞過程中起關鍵作用。本課題組前期已證實肝細胞中存在功能性的TSHR，參與調節肝臟膽固醇的合成。最近研究報導GPCR可招募arrestin進而介導新的信號途徑，但肝臟研究中未見相關報導。本課題組發現亞臨床甲減小鼠血清TSH水平增加，同時伴有肝臟arrestin蛋白水平降低；Arrestin敲除小鼠肝臟中調節膽固醇、脂肪代謝的關鍵因子SREBPs的轉錄和活性受到影響。 本研究擬以不同來源的細胞和多種動物模型為研究對象，利用體內與體外相結合的實驗策略，鑑定肝細胞TSHR招募的arrestin亞型及其蛋白水平；探討TSH水平變化通過TSHR介導，對arrestin的影響，以及在此基礎上對調節SREBP功能活性的作用機制。為豐富TSH在肝臟中的作用機制提供實驗證據。

結題摘要

G蛋白偶聯受體（GPCR）受到配體激活，β arrestins能夠介導受體脫敏內吞，對G蛋白依賴性信號通路起到負調控作用。與此同時，β arrestins能夠介導新一輪不依賴G蛋白的胞內信號轉導，從而參與不同代謝途徑的調控。促甲狀腺素受體（TSHR）是存在於甲狀腺細胞膜上的GPCR家族蛋白。本課題組前期已證實肝細胞中存在功能性的TSHR，通過cAMP/PKA/CREB途徑調節膽固醇合成關鍵基因HMGCR，通過SREBP2/HNF4α途徑調節膽汁酸合成關鍵組分CYP7A1。然而，肝臟 β arrestins在TSH介導的膽固醇代謝過程中的作用並不清楚。有報導稱甲狀腺 β arrestins能夠通過介導TSHR內吞過程，抑制G蛋白依賴性的信號轉導，在此過程中β arrestin 2起到主要作用。本研究利用β arrestins敲除鼠，以及CRISPR/Cas9技術在肝細胞株HepG2中對β arrestins進行敲減，從而在動物水平以及細胞水平中，對β arrestins介導的G蛋白非依賴性信號途徑在膽固醇代謝過程中的作用機制進行了研究。研究表明，β arrestins 敲除鼠肝臟膽固醇水平降低，HepG2細胞中β arrestins敲減後也導致膽固醇含量下降，其中β arrestin 1更為明顯。對β arrestins可能參與的信號通路進行分析發現，β arrestin 1缺失沒有導致cAMP水平明顯變化，對其下游膽固醇合成蛋白HMGCR的水平沒有明顯影響。這說明β arrestin 1對G蛋白依賴性信號通路沒有明顯影響。然而，β arrestin 1的缺失能夠抑制TSH對AKT的磷酸化，進一步下調SREBP2成熟體水平，降低SREBP2對膽固醇轉化關鍵基因CYP7A1的抑制。這說明，β arrestin 1通過AKT信號途徑參與TSH介導的膽固醇代謝。另外，不同於TSH，AKT激活劑SC79能夠在β arrestin 1敲減的HepG2細胞中上調SREBP2成熟體水平。這些結果說明，β arrestins，尤其是β arrestin 1，通過影響AKT磷酸化和調節SREBP2蛋白水平，參與TSH介導的肝臟膽固醇代謝。