免疫性肝損傷（ILI）是一種由各種觸發(fā)因素引起的異常免疫反應導致肝細胞破壞的情況。成纖維細胞生長因子4（FGF4）最近被鑒定為一種肝保護性細胞因子，然而其在ILI中的作用尚不清楚。2023年12月，溫州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院陳永平/潘彤彤/黃志鋒團隊在Acta Pharmaceutica Sinica B (IF 14.5)發(fā)表題為“FGF4 protects the liver from immune-mediated injury by activating CaMKKb-PINK1 signal pathway to inhibit hepatocellular apoptosis”的研究論文。文章揭示FGF4通過激活CaMKKβ-PINK1信號通路抑制肝細胞凋亡保護肝臟免受免疫介導的損傷，為臨床上免疫紊亂相關肝損傷的潛在治療策略提供了新的線索。
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基因信息
成纖維細胞生長因子受體4 (FGFR4)
PTEN誘導的激酶1(PINK1)
實驗動物
4周齡野生型(WT)雄性C57BL/ 6N小鼠
病毒產(chǎn)品
AAV8-TBG-shFGFR4；
AAV8-TBG-shPINK1
注射方式
尾靜脈注射
病毒用量
5 x 1011 vg/mouse
01研究結果
1、肝細胞特異性Fgf4缺失加重ConA和S-100誘導的肝損傷
作者發(fā)現(xiàn)輕度肝損傷患者的肝臟FGF4 mRNA和蛋白水平升高，但嚴重肝損傷患者的肝臟FGF4則顯著降低，甚至低于健康人肝臟中的表達水平；利用刀豆蛋白A(ConA)和S-100誘導小鼠急、慢性ILI，小鼠肝FGF4的mRNA和蛋白水平的變化類似于肝損傷患者病理進展，表明肝細胞中FGF4的表達是ILI發(fā)病過程中對肝損傷的早期反應。為了解內(nèi)源性Fgf4在ILI中的作用，作者建立了肝細胞特異性Fgf4缺失（Fgf4-/-或Fgf4-LKO）的小鼠模型，分別利用ConA和S-100誘導小鼠急、慢性ILI，數(shù)據(jù)顯示肝臟FGF4缺乏加劇了免疫介導的肝臟炎癥和損傷，表明FGF4可能對急性和慢性ILI具有保護作用；此外，通過給小鼠施加不同劑量的重組FGF4（rFGF4），顯著改善了ConA和S-100誘導的肝損傷。
肝細胞特異性缺失Fgf4加重ConA和S-100誘導的肝損傷
2、rFGF4靶向肝細胞FGFR4，保護肝臟免受ILI誘導的損傷
作者先前的研究證明rFGF4作用于肝細胞FGFR4，為了確定rFGF4對ILI相關肝損傷的保護作用是否也由肝細胞FGFR4介導，作者檢測了在這些條件下Fgfrs 表達水平的變化，發(fā)現(xiàn)在ConA處理后的肝細胞中，F(xiàn)gfr4 mRNA和蛋白水平顯著增加。此外，作者構建了AAV8-TBG介導的Fgfr4 shRNA，特異性降低肝細胞中的Fgfr4，F(xiàn)gfr4的敲低顯著減弱了rFGF4對ConA誘導的肝損傷的保護作用，由于rFGF4對T細胞增殖沒有顯著影響，上述數(shù)據(jù)表明rFGF4對ILI的保護作用取決于肝細胞FGFR4的激活，而不是對免疫細胞的直接作用。進一步分析發(fā)現(xiàn)在ILI條件下FGF4主要通過抑制肝細胞內(nèi)在凋亡途徑，減少凋亡誘導的巨噬細胞和T細胞浸潤，減輕炎癥和肝損傷。
FGF4靶向肝臟FGFR4以對抗ILI
3、FGF4通過激活CaMKKβ/PINK1/Bcl-XL通路保護肝臟免受ILI的影響
先前的研究表明，F(xiàn)GFR二聚化激活PLCγ以增加細胞質(zhì)Ca2+濃度，從而刺激CaMKKβ/AMPK信號通路，促進顯著的低血糖、降脂和抗凋亡作用。Ca2+在不同細胞器中的分布和隨后CaMKKβ通路的激活是影響mPTP開放的重要因素，mPTP可觸發(fā)內(nèi)源性細胞凋亡。RNA-seq數(shù)據(jù)表明，F(xiàn)GF4激活的途徑主要影響Ca2+的釋放，這與Camkkβ/CAMK1D的mRNA表達水平的變化一致。PINK1是CaMK1的同源物，已知可激活下游靶點Bcl-XL（Ser62），從而阻止mPTP開放，作者發(fā)現(xiàn)Pink1和Bcl-XL的mRNA水平在肝Fgf4缺乏時下調(diào)，但在rFGF4給藥時上調(diào)。進一步的研究表明，在HEK293細胞中CaMKKβ與PINK1存在相互作用，F(xiàn)GF4通過激活CaMKKβ/PINK1/Bcl-XL通路調(diào)節(jié)肝細胞mPTP開放和內(nèi)在細胞凋亡。此外，CaMKKβ-KO小鼠模型結合AAV8-TBG介導的Pink1敲低，明顯加重了ConA誘導的肝細胞死亡，并消除了rFGF4對肝損傷的保護作用。
FGF4通過激活CaMKKβ/PINK1/Bcl-XL通路保護肝臟免受ILI的影響
02小結
本研究表明肝臟FGF4激活FGFR4-CaMKKβ-PINK1-Bcl-XL信號通路，抑制與線粒體膜電位和完整性相關的肝細胞內(nèi)在凋亡，從而保護肝臟免受免疫紊亂誘導的損傷，為免疫紊亂相關肝病的治療提供了新的思路。