SciAdv: 非酒精性脂肪性肝病外泌体分泌的新机制

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SciAdv: 非酒精性脂肪性肝病外泌体分泌的新机制

非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)是以肝细胞内脂质过度沉积为主要特征的临床病理综合征，已经逐渐成为全球慢性肝病最常见的病因之一。然而目前尚缺乏有效的NAFLD临床诊断标志物和治疗药物。外泌体是由多泡体(multivesicularbodies, MVB)与细胞膜融合后释放的一类细胞外囊泡。有研究表明外泌体数量在一些疾病发生发展过程中会发生变化，并可能成为潜在的疾病生物标志物。然而目前NAFLD患者外泌体水平变化及其调控机制尚未明确。

近日，青岛市市立医院辛永宁/庄立琨课题组在Science Advances期刊上发表了题为“Lipid-induced DRAM recruits STOM to lysosomes and induces LMPto promote exosome release from hepatocytes in NAFLD”的文章(2021, 7(45):eabh1541)，报道了NAFLD患者血浆中肝细胞来源的外泌体水平明显升高，并揭示了溶酶体蛋白Damage-regulated autophagy modulator (DRAM)在脂质诱导肝细胞外泌体分泌中的作用及分子机制。



为了探究NAFLD患者血浆外泌体水平变化，研究者使用了超速离心分离外泌体后通过NTA检测外泌体数量、BCA检测外泌体蛋白水平以及ELISA检测磷脂酰丝氨酸三种方法评估了NAFLD患者血浆外泌体水平。三种方法的检测结果两两之间具有正相关性，并证明NAFLD患者血浆外泌体水平明显高于健康志愿者。进一步通过检测不同组织来源的外泌体标志物，研究者发现NAFLD患者血浆中肝组织来源的外泌体水平显著升高。

进一步通过GSEA分析GEO数据库中NAFLD患者肝组织基因表达的数据集，研究者发现外泌体分泌相关基因DRAM在高表达组中显著富集。并且早期NAFLD患者肝组织中DRAM的表达水平明显的高于健康对照组。使用肝组织中DRAM的表达水平区分早期NAFLD患者和健康志愿者，其受试者工作曲线(ROC)下面积(AUC)达到0.731。

为了探究DRAM在外泌体分泌中的作用，研究者使用CRISPR/Cas9构建的DRAM敲除小鼠以及DRAM敲低的肝细胞模型，均证明抑制DRAM表达能明显下调肝细胞外泌体的分泌，并且DRAM 敲除逆转了高脂饮食诱导的血浆外泌体水平的升高。

DRAM基因主要定位于溶酶体，溶酶体是分解细胞内生物大分子的细胞器，同时在外泌体生物发生过程中发挥重要作用。溶酶体膜透化(lysosomal membrane permeabilization, LMP)会导致溶酶体功能受损，包含有外泌体前体的MVB通过溶酶体途径降解减少，会更多的与细胞膜融合从而促进外泌体释放到细胞外。本研究进一步发现DRAM敲低能够明显抑制脂肪酸诱导的溶酶体膜透化，使用溶酶体抑制剂BafilomycinA1也能够恢复DRAM敲除对小鼠血浆外泌体水平的抑制效应。分子机制研究表明DRAM能够通过和stomatin (STOM)发生相互作用，促进STOM的溶酶体定位，诱导溶酶体膜透化，抑制MVB和溶酶体结合进而促进肝细胞外泌体分泌。


​图1 脂质诱导的DRAM对肝细胞外泌体分泌的作用及机制模式图

综上，本研究不仅揭示了脂质诱导的DRAM介导外泌体分泌的作用及机制，并且提示血浆外泌体水平可作为NAFLD患者的一个新的生物标志物。

参考文献：
Lipid-induced DRAM recruitsSTOM to lysosomes and induces LMP to promote exosome release from hepatocytesin NAFLD. Sci Adv. 2021, 5;7(45):eabh1541. PMID: 34731006