Environ Res(IF=8.3)|多组学解析MC-RR的肝毒性机制

微囊藻毒素(MC)-RR是MC-LR的重要类似物,MC-LR已被确定为一种能够影响脂质代谢和促进肝脏相关代谢疾病进展的肝毒素。然而,MC-RR的毒性和生物学功能仍不清楚。

2024年2月,烟台毓璜顶医院心内科在Environmental Research 上发表题为“Microcystin-RR promote lipid accumulation through CD36 mediated signal pathway and fatty acid uptake in HepG2 cells”的研究文章。研究人员探讨了MC-RR在肝母细胞瘤细胞(HepG2 cells)中的毒性作用及其在脂质代谢中的作用。该成果中拜谱生物为其提供非靶代谢组学和蛋白质组学技术服务,为MC-RR对肝细胞脂质代谢的影响机制提供了新的线索。


Environ Res(IF=8.3)|多组学解析MC-RR的肝毒性机制

文章名称:Microcystin-RR promote lipid accumulation through CD36 mediated signal pathway and fatty acid uptake in HepG2 cells(Environ Res.,IF=8.3,2024.2)

客户单位:烟台毓璜顶医院

究材料:人源细胞

拜谱提供技术:蛋白质组学和非靶代谢组学

摘要图:


Environ Res(IF=8.3)|多组学解析MC-RR的肝毒性机制

图1| 摘要图

(图源:Wenjuan Jia, et al., Environ Res., 2024)






Environ Res(IF=8.3)|多组学解析MC-RR的肝毒性机制

研究结果


研究人员首先评估了MC-RR对HepG2细胞的影响,发现MC-RR在0至0.5μM的剂量范围内未明显诱导细胞凋亡,表明低浓度的MC-RR不影响细胞活力,还可以促进HepG2细胞中的脂质积累。为进一步了解MC-RR暴露后代谢物的改变,研究人员进行了非靶向代谢组学分析。在MC-RR处理前后,主成分分析(图2A)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA,图2B)中观察到两组之间的明显分离。MC-RR和对照组代谢物的平均表达值(fold change>2,p值<0.05)表明脂质和脂质样分子的表达差异(图2C)。暴露于MC-RR会破坏磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰乙醇胺(PE)的水平,例如PE(16:0/20:4(5Z,8Z,11Z,14Z)),PC(18:1(9Z)/14:0,PE(18:1(11Z)/20:4(5Z,8Z,11Z,14Z)),PC(15:0/20:4),PC(O-16:0/18:1)和PC(O-16:0/20:5)(图2D)。此外,暴露于MC-RR导致PE和PC的相对丰度上调(图2E)。这些发现表明,暴露于MC-RR 会增加细胞TG、T-CHO、PE和PC,最终导致HepG2细胞中的脂质积累。

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图2| MC-RR处理的HepG2细胞和对照的非靶向代谢组学的综合分析

(图源:Wenjuan Jia, et al., Environ Res., 2024)


为了进一步研究MC-RR在脂质代谢调节中的作用,研究人员培养HepG2细胞,然后进行蛋白质组学分析(图3A)。蛋白质组学分析共鉴定出5791种特有的蛋白质(图3B)。PCA分析显示,MC-RR组样品的蛋白质组图谱与对照组样品的蛋白质组图谱是分离的(图3C)。基于fold change>1.5,p值<0.05,与对照组相比,MC-RR组中鉴定了207种显著差异蛋白。介导脂肪酸转运的清道夫受体SR-B3(CD36)上调得更高(图3D)。随后进行了KEGG和GO分析,以深入了解其生物学功能。分析结果表明,差异表达的蛋白与脂质代谢相关的各种信号通路有关,例如AMPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、胰岛素抵抗和Hippo通路信号通路(图3E-F)。蛋白质组学分析数据进一步支持了MC-RR与脂质代谢之间的关联。

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图3| 低浓度MC-RR处理的蛋白质组学

(图源:Wenjuan Jia, et al., Environ Res., 2024)





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拜谱小结


本研究表明低浓度的MC-RR可诱导TG、T-CHO、PC和PE水平升高,最终导致HepG2细胞中的脂质积累。此外,确定MC-RR可能通过CD36-AMPK和CD36-PI3K/AKT/mTOR介导的FA摄取和脂质代谢促进脂质积累。这些发现为MC-RR对肝细胞脂质代谢作用机制提供了新的见解,并进一步证实了MCs在NAFLD发生和进展中的促进作用。这一过程中拜谱生物提供了蛋白质组学和代谢组学技术服务,拜谱生物已研发完成并建立了完善成熟的蛋白质组学、代谢组学以及多组学联合产品技术服务体系,欢迎致电咨询!




参考文献:Jia W, Zhong L, Ren Q, Teng D, Gong L, Dong H, Li J, Wang C, He YX, Yang J. Microcystin-RR promote lipid accumulation through CD36 mediated signal pathway and fatty acid uptake in HepG2 cells. Environ Res. 2024. doi: 10.1016/j.envres.2024.118402.

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