肝细胞内质网应激通过未折叠蛋白反应差异调控ZFAS1剪接变体的机制研究

《FEBS Open Bio》:Differential regulation of ZFAS1 splice variants by endoplasmic reticulum stress in hepatocyte cell lines

【字体: 时间:2026年02月08日 来源:FEBS Open Bio 2.3

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  本研究揭示了长链非编码RNA ZFAS1的新型剪接变体在肝细胞中的表达特征,发现内质网(ER)应激通过未折叠蛋白反应(UPR)关键通路(如PERK-ATF4-NFE2L2轴)差异调控其表达,为探索ZFAS1在肝细胞稳态维持及疾病(如肝癌)中的作用提供了新视角。

TRIBAL抑制在原发性肝细胞中与ZFAS1表达上调相关
通过微阵列分析发现,在肝细胞和HepaRG细胞中抑制TRIBAL表达72小时后,最显著上调的转录本为ZFAS1的预测剪接变体ENST00000618800(简称ENST8800),其在肝细胞中上调约1500倍。而靠近ZNFX1基因的主要ZFAS1变体(简称ZFAS1)表达变化较小。通过qRT-PCR验证,确认ENST8800在TRIBAL抑制后显著上调,同时发现一个低丰度的新型变体ZFAS1A(连接ZFAS1外显子2和ENST8800外显子2),其表达在TRIBAL抑制后反而下降。
通过PCR和cDNA末端快速扩增技术鉴定肝细胞中剪接变体的分布
PCR和RACE实验证实肝细胞中存在多种ZFAS1剪接变体,包括包含额外外显子的ENST8800延伸形式。GTEx数据显示所有包含远端外显子的变体在肝脏等组织中表达均较低。
ENST8800抑制不改变TRIBAL抑制对肝细胞调控因子的影响
通过联合使用TRIBAL和ENST8800靶向ASOs,发现抑制ENST8800上调并未逆转TRIBAL抑制导致的HNF4A和MLXIPL蛋白水平下降,表明ENST8800上调并非TRIBAL调控肝细胞功能的核心机制。
转化模型中TRIBAL抑制对ZFAS1影响微弱
在HepG2和HuH-7肝癌细胞中,TRIBAL抑制未显著影响ZFAS1及其变体的表达,提示TRIBAL-ZFAS1调控关系在转化模型中失效,但变体表达模式与肝细胞相似。
ZFAS1与ENST8800源自共同转录本且独立于SNORD12调控
ASOs靶向实验显示,抑制ZFAS1外显子2可降低所有变体表达,而靶向外显子3对ENST8800和ZFAS1A影响不一。此外,ZFAS1内含子中的snoRNA(如SNORD12)表达不受ZFAS1抑制影响,反而在部分实验中上调,表明其独立调控。
ZFAS1与ENST8800富集于细胞质
细胞分馏实验表明,所有ZFAS1变体主要定位于细胞质,与膜结构相关,提示其可能参与翻译调控或钙稳态等胞质功能。公开RNA-seq数据进一步验证了这一分布特征。
内质网应激诱导ZFAS1表达
药物筛选发现,内质网应激诱导剂(如毒胡萝卜素Tg、衣霉素)可显著上调所有ZFAS1变体,其中ZFAS1响应最显著。线粒体解偶联剂FCCP也引起变体上调,提示ZFAS1与细胞器应激响应相关。
毒胡萝卜素快速诱导ZFAS1及UPR效应分子上调
Tg处理6小时内,ZFAS1变体与UPR标志物(CHOP、ATF4、NFE2L2、BiP)同步快速上调,ZFAS1在75分钟内增加3倍,表明其早期响应ER应激。
抑制ER应激信号通路削弱ZFAS1上调但增强ZFAS1A表达
PERK抑制剂GSK2606414处理抑制Tg诱导的ZFAS1上调约50%,但反而使ZFAS1A表达增加3倍,提示不同变体受UPR分支通路差异调控。
NFE2L2与ATF4抑制降低ZFAS1表达
siRNA敲低实验证实ATF4和NFE2L2为Tg诱导ZFAS1上调所必需,但对ENST8800和ZFAS1A无影响。联合抑制二者未产生叠加效应,暗示可能存在异二聚体协同作用。
ZFAS1抑制对UPR介质表达影响有限
ZFAS1敲低仅轻微降低基础状态下BiP的mRNA水平,且未显著影响蛋白表达,表明ZFAS1非UPR核心调控因子,但可能参与细微调节。
ZFAS1抑制降低HepG2细胞基础存活及急性Tg应激下的活力
持续抑制ZFAS1使细胞活力下降10%。在急性Tg脉冲处理(1小时暴露后恢复48小时)模型中,ZFAS1缺失进一步削弱细胞存活,提示其在应激后修复中起保护作用。
讨论
本研究首次系统鉴定肝细胞中ZFAS1新型剪接变体,揭示其通过UPR通路(尤其是PERK-ATF4-NFE2L2轴)被ER应激差异调控的机制。变体间表达模式及调控途径的异质性提示其可能发挥不同功能,如通过互作SERCA2B调控钙稳态或影响翻译过程。ZFAS1在应激下的稳定性及其对细胞存活的作用,为理解其在肝病(如肝癌、脂肪肝)中的角色提供了新线索。

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