Lupberger, J. et al. Combined Analysis of Metabolomes, Proteomes, and Transcriptomes of Hepatitis C Virus-Infected Cells and Liver to Identify Pathways Associated With Disease Development. Gastroenterology 157, 537-551.e9 (2019).
作者
Senior Author:
- Nathalie Pochet：Department of Neurology, Harvard Medical School, Boston, Massachusetts;
- Thomas F. Baumert: Université de Strasbourg (IVH), Strasbourg, France.
背景
HCV感染的機(jī)制尚不完全清楚谤狡。
方法
- 細(xì)胞模型：HCV感染Huh7.5.1（hepatocyte-like cells）拟逮，進(jìn)行RNAseq，蛋白組澄耍，代謝組檢測，并進(jìn)行整合分析。
- HCV感染者血清處理的uPA/SCID小鼠：8周，肝臟標(biāo)本，RNAseq和蛋白組
- 臨床樣本驗證：216HCV感染者便脊，早期肝硬化蚂四，99例肝細(xì)胞癌患者的配對標(biāo)本，其中還包括17例脂肪性肝炎。
主要結(jié)果
- 第一部分主要是介紹了基因遂赠、蛋白組的總體表達(dá)變化久妆。主要發(fā)現(xiàn)HCV感染從轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后過程中關(guān)閉了非關(guān)鍵性的步驟，但是同時抗病毒應(yīng)答和炎癥應(yīng)答以及病毒信號通路（proviral signaling pathways）是呈現(xiàn)上調(diào)趨勢跷睦。
- HCV感染損傷了過氧化物酶體功能筷弦、脂質(zhì)代謝、脂肪酸代謝和膽汁酸代謝抑诸。其中過氧化物酶體在脂質(zhì)合成烂琴、信號通路、脂肪酸氧化和過氧化氫的脫毒方面起到重要的作用蜕乡，因此后續(xù)文章主要研究過氧化物酶體相關(guān)的內(nèi)容奸绷。
（1）這一部分主要是通過細(xì)胞的組學(xué)發(fā)現(xiàn)，采用了患者层玲、小鼠模型的組學(xué)研究予以驗證号醉。
（2）通過患者樣本（作者既往發(fā)表的結(jié)果）的GSEA結(jié)果，鑒定了46個perosisome的指紋基因（同時在細(xì)胞模型和患者肝臟組織中受到損傷的）辛块。
（3）通過細(xì)胞實驗畔派，檢測peroxisome的marker蛋白catalase的表達(dá)驗證了HC感染確實可以損傷peroxisome的功能。
（4）但發(fā)表的HBV感染的數(shù)據(jù)表明HBV感染可增強(qiáng)peroxisome的功能（GSE數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)）（見討論部分） - 損傷的PPAR信號與peroxisome的功能損傷有關(guān)（very long-chain fatty acid 激活PPAR润绵，高糖則損傷這一過程）
（1）研究同時觀察到了PPAR的損傷（這與既往的HCV感染損傷PPAR的表達(dá)相一致）线椰。
（2）作者研究了細(xì)胞代謝的過程，發(fā)現(xiàn)了HCV感染導(dǎo)致糖代謝產(chǎn)物的濃度增加（succinate, pyru- vate, 3-phosphoglycerate, citrate and lactate)授药，是損傷PPAR和perosxisome的主要原因之一士嚎。
（3）通過<font color=red>Enrichr</font>分析與peroxisome相關(guān)的變化基因的commone transcription factors（binding to more than 2 genes)，并且也被HCV感染調(diào)節(jié)的悔叽。發(fā)現(xiàn)了PPAR和RXRB（PPAR的partner）在其中莱衩。
（4）采用HCV-host interaction數(shù)據(jù)庫的信息（Kwofie SK, Schaefer U, Sundararajan VS, et al. HCVpro: hepatitis C virus protein interaction database. Infect Genet Evol 2011;11:1971–1977.），發(fā)現(xiàn)HCV core protein與PPAR和RXRB可以結(jié)合娇澎。
（5）采用體外WB驗證HCV感染對PPAR的調(diào)節(jié)
（6）采用AMARETTO算法笨蚁，預(yù)測調(diào)節(jié)網(wǎng)路（采用RNAseq數(shù)據(jù)），發(fā)現(xiàn)IL6R是driver genes - 采用RNAseq趟庄，對患者的樣本進(jìn)行檢測括细，根據(jù)RNSseq的結(jié)果將患者分為peroxisome抑制和激活組（另外采用了CAT作為peroxisome功能的marker），比較死亡率等戚啥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)peroxisome功能下調(diào)的患者的預(yù)后較差奋单。
討論
- 慢性肝臟疾病均是從脂肪變性（steatosis）、炎癥猫十、纖維化览濒、肝硬化呆盖，最終進(jìn)展為肝癌。同樣的進(jìn)展過程提示可能有共同的機(jī)制推動疾病進(jìn)展贷笛。
- HCV感染可誘導(dǎo)天然免疫系統(tǒng)mRNA轉(zhuǎn)錄的激活应又，但是蛋白質(zhì)翻譯受阻。
- Peroxisome在VLCFA代謝和過氧化物代謝中起到重要作用乏苦。HBV感染誘導(dǎo)peroxisome株扛，而HCV感染抑制其功能。這與：
（1）peroxisome與脂質(zhì)代謝有關(guān)汇荐，與HCV誘導(dǎo)的脂肪積聚相一致
（2）HCV感染可作為研究NASH的疾病模型之一 - 本研究采用了轉(zhuǎn)錄組洞就、蛋白組、極性代謝物和脂類代謝物聯(lián)合分析拢驾，探究了peroxisome的功能及其與糖代謝和HCV誘導(dǎo)的細(xì)胞因子信號的關(guān)系奖磁。
- 本研究產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可為未來研究者的工作提供幫助。
補(bǔ)充
- persoxisome的基本定義：a cytoplasmic cell organelle containing enzymes (such as <font color = red > catalase</font>) which act in<font color = red > ** oxidative reactions</font> and especially in the production and <font color = red>decomposition of hydrogen peroxide**</font>繁疤。
