文章标题：Canonical Wnt signaling promotes HSC glycolysis and liver fibrosis through an LDH-A/HIF-1α transcriptional complex
中文标题：经典 Wnt 信号转导通过 LDH-A/HIF-1α 转录复合物促进 HSC 糖酵解和肝纤维化
发表期刊：Hepatology
发表时间：20240301
影响因子：12.9/Q1
研究背景
有氧糖酵解重编程发生在 HSC 激活期间，但其如何启动和维持仍是未知的。我们研究了经典 Wnt 信号调节 HSC 糖酵解的机制以及对肝纤维化的治疗意义。
研究方法
在操纵 Wnt/β-catenin 信号传导后检查 HSC-LX2 细胞中的糖酵解。使用分子模拟和定点突变测定研究乳酸脱氢酶 A （LDH-A） 的核易位及其与缺氧诱导因子-1α （HIF-1α） 的相互作用。分子发现的药理学相关性在原代培养物、啮齿动物模型和人类样本中得到加强。Wnt3a 增强了 HSC 糖酵解，但 β-catenin 抑制剂或小干扰 RNA （siRNA） 降低了 HSC 糖酵解。Wnt3a 诱导依赖于 TCF4 的 LDH-A 的快速反式激活和高表达。Wnt/β-catenin 信号转导还通过输入素 β2 与 LDH-A 的非经典核定位信号相互作用刺激 LDH-A 核转位。
研究结果
1.LDH-A 的 TCF4 依赖性反式激活有助于 HSC 中需氧糖酵解的经典 Wnt 增强
我们探讨了 Wnt/β-catenin 信号转导促进 HSC 需氧糖酵解的机制。RNA 测序分析显示，在 Wnt3a 处理的 HSC 中，Wnt 信号转导的显着激活和一系列糖酵解基因的上调（图（图 1A）。1一致地，控制糖酵解代谢的关键基因 HK2 、 PFK1 和 LDH-A 在 Wnt3a 刺激后 mRNA 表达增加最显着 （补充图 S2，http://links.lww.com/HEP/H942），表明这些分子可能在当前环境中发挥关键作用。β-catenin 抑制剂或 siRNA 干扰消除了 Wnt3a 诱导的 HK2、PFK1 和 LDH-A 的 mRNA 和蛋白水平升高（图（图 1B，1B，补充图 S3，http://links.lww.com/HEP/H942）。
2.经典 Wnt 信号转导特异性刺激 HSC 中 LDH-A 的输入蛋白 β2 依赖性核转位
3.LDH-A 和 HIF-1α 之间的直接相互作用稳定了 HIF-1α 蛋白并促进了 HSC 中糖酵解基因的反式激活
接下来，我们研究了核 LDH-A 的功能。LDH-A 抑制剂 FX-11 或 siRNA 显着消除了 Wnt3a 增加的 HSC 中 HK2 和 PFK1 的启动子活性（补充图 S6A，http://links.lww.com/HEP/H942），表明 LDH-A 参与糖酵解酶的反式激活。然而，生物信息学分析比较了 LDH-A 和 HIF-1α （3 种亚型） 的蛋白质序列，显示它们之间的相似性较低，并排除了 LDH-A 作为 HIF-1α 等转录因子的可能性（补充图 S6B，http://links.lww.com/HEP/H942）。
4.LDH-A 使用其 Gly28 残基与 HIF-1α 相互作用，HIF-1α 是 HSC 中 HIF-1α 稳定和反式激活糖酵解基因所必需的
我们推测 HIF-1α 与 PHD2 相互作用的位点可能被 LDH-A 阻塞。因此，我们进一步研究了 LDH-A/HIF-1α 复合物的精确相互作用。Co-IP 显示 LDH-A 的 N 端结构域参与其与 HIF-1α 的物理连接（图（图 4A）。4鉴于 HIF-1α 氧依赖性降解结构域中的肽段 Leu557-Leu574 主要负责其与 PHD2 的直接相互作用，22我们进行了分子对接和动力学模拟，表明 HIF-1α 的 Leu557-Leu574 片段可以与 LDH-A 稳定结合（图（图 4B，4B，补充图 S7A、B、http://links.lww.com/HEP/H942），其中 Pro564 残基完全被 LDH-A 遮挡。
5.LDH-A 介导的需氧糖酵解是 HSC 激活和肝纤维化所必需的
随后，我们测试了 LDH-A 在 Wnt 驱动的 HSC 激活中的作用。LDH-A 抑制剂 FX-11 或靶向 siRNA 消除了 Wnt3a 增强的 HSC 中葡萄糖摄取和消耗以及乳酸产生（补充图 S8A-C，http://links.lww.com/HEP/H942）。在用 FX-11 处理或转染 LDH-A siRNA 的 HSC 中，细胞外酸化率降低，OCR 恢复（图（图 5A、B）。5A，B）。在 Wnt3a 刺激的 HSC 中，通过抑制或敲低 LDH-A 减少 HK2 和 PFK1 的转录和表达 （补充图 S8D、E、http://links.lww.com/HEP/H942）。这些观察结果表明，LDH-A 是经典 Wnt 维持 HSC 糖酵解表型的关键介质。
文章小结
通过靶向 Wnt/β-catenin 信号传导和 LDH-A 抑制 HSC 糖酵解对肝纤维化具有治疗前景。（对这种思路感兴趣的老师，欢迎联系小编！）
