易基因：项目文章|CDD/IF9.6：上海十院团队RIP-seq等揭示RNA结合蛋白TIA1在肝脏疾病发生发展中的表观调控机制

大家好这里是专注表观组学十余年领跑多组学科研服务的易基因近日上海市第十人民医院刘蓉博士为第一作者、周莹群副教授为通讯作者在《Cell Death Disease》期刊发表题为“Hepatocyte TIA1 constrains metabolic steatohepatitis by translationally suppressing Srebf1 mRNA in stress granules”的科研成果揭示了RNA结合蛋白TIA1在代谢功能障碍相关脂肪性肝病MASLD及其炎症进展期代谢功能障碍相关脂肪性肝炎MASH中的重要作用。易基因RNA免疫共沉淀测序RIP-seq助力揭示TIA1调控MASH发生发展的表观遗传分子机制。英文标题Hepatocyte TIA1 constrains metabolic steatohepatitis by translationally suppressing Srebf1 mRNA in stress granules译文标题肝细胞TIA1通过翻译抑制应激颗粒中的Srebf1 mRNA以抑制代谢相关脂肪肝炎发表时间2026年3月24日发表期刊Cell Death Disease影响因子IF9.6/Q1技术平台RIP-seq、RNA-seq易基因金牌技术作者单位上海市第十人民医院、蚌埠市第一人民医院等研究团队首先发现RNA结合蛋白TIA1在MASH患者的肝脏中表达显著上调。随后通过构建肝细胞特异性TIA1敲除小鼠TIA1-HKO并采用多种饮食诱导的MASH模型HFD、HFHC、MCD饮食发现TIA1缺失会加剧肝脏的脂肪变性、炎症和纤维化。而通过腺相关病毒AAV恢复TIA1表达则可显著减轻这些病理改变。深入机制研究表明TIA1是细胞在脂毒性应激下介导应激颗粒SGs形成的关键蛋白。研究团队利用RIP-seq技术研究团队鉴定出TIA1的直接靶标编码脂质合成关键转录因子SREBP1的Srebf1 mRNA。TIA1直接结合Srebf1 mRNA的3UTR区域将其隔离于应激颗粒中并抑制其翻译减少SREBP1蛋白的合成最终抑制MASLD/MASH进展。该研究揭示了“TIA1-SGs-SREBP1”这一全新的MASH发病调控通路并证实抑制SREBP1活性可以挽救因TIA1缺失导致的代谢紊乱为MASH治疗提供了新的潜在靶点。图形摘要研究方法1动物实验基因敲除小鼠构建肝细胞特异性TIA1敲除小鼠TIA1-HKO以TIA1-Flox小鼠作为对照。MASLD/MASH饮食模型高脂饮食HFD, 60% kcal脂肪喂养12周诱导肝脂肪变性。高脂高胆固醇饮食HFHC, 40% kcal脂肪20%果糖2%胆固醇喂养20周诱导MASH。蛋氨酸胆碱缺乏饮食MCD喂养8周诱导快速进展的MASH。基因回补实验通过尾静脉注射AAV8-TBG-mTIA1病毒在TIA1-HKO小鼠中特异性回补TIA1表达。药理学干预腹腔注射SREBP1抑制剂PF-429242验证SREBP1在TIA1缺失小鼠中的致病作用。表型分析肝脏外观、肝脏/体重比组织学染色HE、Oil Red O、Masson、F4/80、αSMA生化指标检测肝脏及血清的TC、TG血清AST/ALT氧化应激指标GSH/SOD Western Blot和qRT-PCR检测关键蛋白和mRNA表达。2细胞实验细胞模型小鼠AML12肝细胞系和HEK293T细胞经棕榈酸PA处理细胞模拟脂毒性应激建立MASLD体外模型。应激颗粒调控SG诱导剂亚砷酸钠0.5 mMSG抑制剂茴香霉素25 ng/mL。基因操作使用TIA1过表达腺病毒Ad-TIA1、TIA1敲低慢病毒shTIA1及相应的对照病毒。3分子机制研究及验证RNA免疫沉淀测序RIP-seq鉴定PA处理与对照BSA处理的AML12细胞中与TIA1蛋白结合的mRNA。RIP-qPCR验证RIP-seq结果定量检测TIA1与特定靶标RNA的结合。RNA稳定性实验使用放线菌素D终止转录检测Srebf1 mRNA的半衰期。双荧光素酶报告基因实验构建包含Srebf1 3UTR野生型或突变型的报告质粒验证TIA1对Srebf1翻译的抑制作用。RNA-FISH结合免疫荧光同时检测Srebf1 mRNA和TIA1蛋白观察两者在应激颗粒中的共定位。结果图形1代谢应激条件下肝脏TIA1水平升高并与MASH进展呈负相关研究首先对MASLD患者和健康对照的肝脏组织进行RNA-seq发现与健康对照相比TIA1在MASLD患者中显著上调图1A、C。整合多个GEO数据集鉴定出TIA1是核心差异表达基因图1D。在三种不同的MASH小鼠模型HFD、MCD、HFHC中肝脏TIA1蛋白和mRNA水平均显著升高且主要定位于肝细胞图1F-K。进一步生信分析揭示在早期MASLD中TIA1升高可能是一种保护性应激反应而在晚期肝癌中TIA1表达降低且低表达与更差的预后生存率更低、病理分期更晚、AFP水平更高显著相关。表明TIA1在MASLD早期作为一种应激保护因子升高但其功能丧失可能促进疾病向HCC进展。图1代谢应激下肝脏TIA1升高与MASH进展呈负相关。2肝细胞特异性TIA1缺失加剧HFD诱导的肝脂肪变性和肝损伤为验证TIA1功能研究者构建了TIA1-HKO小鼠。与正常饲料喂养的TIA1-Flox小鼠相比HFD喂养后TIA1-HKO小鼠表现出更严重的肝脏肿大、脂质沉积Oil Red O染色显示肝TC和TG显著升高、肝损伤血清AST/ALT升高、氧化应激GSH/SOD降低以及炎症F4/80阳性巨噬细胞浸润增加图2A-B。在分子水平TIA1缺失显著上调了脂质合成相关基因Fasn、 Srebf1、Scd1、Pparg和炎症因子IL-1β, IL-6, TNF-α的表达图2C-D。图2肝细胞特异性TIA1缺失加剧饮食诱导的肝脂肪变性、炎症和纤维化。3TIA1缺失加剧HFHC和MCD饮食诱导的肝脂肪变性、炎症和纤维化在更接近人类MASH病理特征的HFHC饮食模型中TIA1-HKO小鼠同样表现出加剧的肝脏表型包括更严重的肝肿大、大泡性脂肪变性、小叶炎症和桥接纤维化图2E。通过Masson三色染色显示的胶原蛋白沉积增加、纤维化标志物Col1a1, TGF-β1, αSMA的蛋白和mRNA水平上调进一步得到验证图2E-I。这三个模型的结果一致表明肝细胞TIA1缺失是MASLD/MASH进展的一个关键驱动因子。4回补TIA1表达可减轻HFD诱导的MASLD和肝细胞损伤为进一步验证TIA1的保护作用研究团队使用AAV8病毒在HFD喂养的小鼠肝脏中过表达TIA1。与GFP对照组相比TIA1过表达小鼠的肝脏/体重比降低肝脏颜色恢复正常脂肪变性、炎症和纤维化均显著减轻图3D-E。生化分析显示血清转氨酶和血脂水平降低抗氧化能力恢复图3F。重要的是TIA1过表达逆转了HFD诱导的脂质合成和炎症基因的表达图3G-I。这些结果证实了TIA1对肝脏的保护功能靶向TIA1可以治疗MASH。图3TIA1回补可减轻高脂饮食诱导的代谢功能障碍相关脂肪性肝病及肝细胞损伤。5TIA1阳性的应激颗粒在PA处理的肝细胞中被激活并参与调控脂质稳态在体外实验中使用PA处理AML12细胞模拟脂毒性应激。PA以剂量和时间依赖性方式上调TIA1表达图 4A-B。为探究TIA1的下游机制研究者对PA和BSA处理的细胞进行了RIP-seq分析。结果显示PA处理后TIA1显著结合参与“翻译抑制”、“RNA稳定性”、“mRNA分解代谢”和“细胞质核糖核蛋白颗粒组织”的mRNA图4C。TIA1的结合位点主要富集在mRNA的3UTR区域图4D。此外研究还发现PA处理能诱导TIA1与G3BP1阳性的应激颗粒SG形成图 4E-G。通过使用茴香霉素抑制SG会加剧PA诱导的脂质积累和脂质合成基因表达而使用亚砷酸钠诱导SG则能挽救这些表型图4H-K。这表明TIA1介导的应激颗粒是一种抵抗脂毒性的保护机制。图4棕榈酸PA处理的肝细胞中TIA1阳性应激颗粒被激活并参与脂质稳态调控。6PA诱导肝损伤中应激颗粒形成依赖肝细胞TIA1研究团队通过敲低和过表达TIA1证实TIA1是PA诱导肝细胞形成应激颗粒的核心蛋白。敲低TIA1会显著抑制PA诱导的应激颗粒形成导致脂质积累加剧而TIA1过表达则可挽救这一表型图5A-B。具体而言TIA1敲低显著加剧PA诱导的脂质积累油红O染色、脂质合成基因表达和氧化应激而SG诱导剂亚砷酸钠能挽救这一有害表型图5C-E。与之相反TIA1过表达可以保护细胞免受脂毒性而SG抑制剂茴香霉素则消除了这种保护作用图5F-H。有趣的是虽然TIA1缺失导致其他SG组分G3BP1、TIAR代偿性上调但单独调控这些蛋白并不影响脂质代谢表明TIA1具有特异性非冗余功能。图5肝细胞TIA1对棕榈酸诱导肝损伤期间的应激颗粒形成至关重要。7TIA1通过结合Srebf1 mRNA的3UTR并抑制其翻译激活以抑制MASH进展为明确TIA1调控脂质代谢的直接分子靶点研究团队将PA和BSA处理组的AML12细胞RIP-seq数据与之前的体内/外RNA-seq数据进行交集分析功能富集分析鉴定出5个共同靶标其中Srebf1编码SREBP1是关键靶标图6A-B。RIP-seq的IGV图清晰显示TIA1在Srebf1 mRNA的3UTR区域有显著的结合峰图6C。RIP-qPCR验证了TIA1与Srebf1 mRNA的特异性结合图6D。双荧光素酶实验证实TIA1通过结合Srebf1的3UTR直接抑制其翻译活性图6E。RNA-FISH实验显示在PA应激下Srebf1 mRNA与TIA1阳性的应激颗粒共定位图6F。此外TIA1过表达能缩短Srebf1 mRNA的半衰期而敲低TIA1则延长其半衰期图6G。最后使用PF-429242抑制SREBP1活性能够挽救由TIA1敲低或应激颗粒抑制所导致的脂质积累和脂质合成基因上调图6H-M。上述研究结果建立了“TIA1-SGs-SREBP1”核心调控轴。图6TIA1通过结合Srebf1 mRNA的3UTR并抑制其翻译激活以抑制MASH进展。8药理学抑制SREBP1可挽救TIA1缺失小鼠中加剧的MASLD表型为在体内验证上述机制研究团队对HFD喂养的TIA1-HKO小鼠使用SREBP1抑制剂PF-429242。结果显示PF-429242治疗显著改善了TIA1-HKO小鼠的肝脏大体形态降低了肝脏/体重比减轻了组织学上的脂肪变性、肝损伤、炎症和纤维化图7A-C。生化分析证实PF-429242降低了血清转氨酶和血脂水平恢复抗氧化能力图7D。分子检测表明PF-429242处理有效逆转了TIA1-HKO小鼠肝脏中脂质合成和炎症相关基因的异常高表达图 7E-G。重要的是PF-429242在TIA1-HKO小鼠中的治疗效果比在野生型小鼠中更为显著证明SREBP1过度激活是TIA1缺失导致代谢紊乱的关键原因。图7SREBP1的药理学抑制可以挽救TIA1缺失小鼠中加剧的MASLD表型。结论和启示本研究通过RIP-seq等分析揭示肝细胞中的RNA结合蛋白TIA1是一种关键的肝脏保护因子。TIA1通过形成应激颗粒直接结合并抑制Srebf1 mRNA的翻译从而下调脂质合成关键转录因子SREBP1表达限制肝脏脂肪酸的从头合成进而抑制MASH发生和发展。该研究确立了一条“TIA1-SG-SREBP1”的全新MASH发病调控轴。本研究展示了RIP-seq技术在发现RNA结合蛋白靶标、解析转录后调控机制中的重要作用靶标发现通过PA vs BSA处理的AML12细胞RIP-seq鉴定出1706/1845个TIA1结合峰从中筛选出Srebf1作为核心下游靶标。结合区域精确定位RIP-seq揭示TIA1在Srebf1转录本3UTR的特异性富集图6C为后续双荧光素酶报告基因实验突变TTTTCAA motif和FISH共定位提供精确指导。功能通路预测GO分析显示差异TIA1结合峰富集于“翻译抑制”、“RNA稳定性调控”、“mRNA分解代谢”和“细胞质核糖核蛋白颗粒组织”图4C右直接提示TIA1-Srebf1轴的调控模式为“翻译抑制降解促进”。数据整合验证RIP-seq与RNA-seqTIA1-HKO vs Flox的关联分析图6A从五个重叠基因中锁定Srebf1体现多组学整合策略在机制研究中的威力。参考文献Liu R, Chen J, Wang J, Zhang T, Xia Y, Feng J, Guo C, Xue L, Zhou Y. Hepatocyte TIA1 constrains metabolic steatohepatitis by translationally suppressing Srebf1 mRNA in stress granules. Cell Death Dis. 2026 Mar 24. doi: 10.1038/s41419-026-08682-5.