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内质网相关降解(endoplasmic reticulum-associated degradation,ERAD)是真核细胞蛋白质质量监控的重要途径,它承担着对错误折叠蛋白的识别、转移及降解,清除无功能蛋白在细胞内的累积。如果细胞内错误折叠蛋白不能被及时清除,则可能会引起一系列疾病。据相关报道,如果ERAD系统功能缺失,会引发至少包括帕金森、糖尿病、感染病、癌症等在内的60多种相关疾病,可见,ERAD系统在重大疾病的发生发展中具有重要作用。为了揭示ERAD系统对肝脏产生何种影响,本研究在个体水平和细胞水平上分别建立了肝脏ERAD缺失小鼠模型和ERAD缺失肝细胞模型。通过对小鼠表观指标及肝脏组织超微结构检测分析,我们发现,小鼠会发生严重的肝损伤进而发展成肝癌。与此同时,ERAD缺失还会引起肝细胞中线粒体的损伤,其损伤程度会随着小鼠月龄的增加而加深。在ERAD缺失的肝细胞模型中,本研究证实了内质网-线粒体互作和过量的炎症因子TNFα是引起肝细胞线粒体损伤的两个关键因子。当ERAD缺失时,会引发肝细胞内的内质网应激,内质网应激会使内质网-线粒体互作发生紊乱,驱动内质网中的Ca2+流入线粒体,导致线粒体内Ca2+和ROS的增加,从而造成线粒体损伤。而KC细胞释放出的过量的炎症因子TNFα则可以激活JNK磷酸化,JNK持续磷酸化会进一步导致线粒体损伤。线粒体在细胞的损伤和死亡中具有重要的调节作用,其功能损伤会引起ATP合成降低,导致肝细胞活力下降,而且严重的线粒体损伤会改变线粒体膜的通透性,引起细胞色素C释放、RIPK1表达上调,进而激活线粒体死亡通路,引起肝细胞死亡。为了使研究结果更具说服力,本研究在个体水平上通过使用Ca2+抑制剂(Ru360)来抑制Ca2+受体MCU,阻止Ca2+进入线粒体中,连续注射了一个月的Ru360后发现ERAD缺失小鼠的肝功能有所恢复。在细胞水平上用Ru360处理也能部分恢复线粒体的功能,减少肝细胞的损伤、死亡。综上所述,ERAD系统在维持正常的肝功能中起到至关重要的作用,在肝脏中,由内质网-线粒体互作和过量的炎症因子TNFα协同作用引起的线粒体损伤,是ERAD缺失引起肝细胞损伤与死亡的主要因素。本课题为肝损伤甚至肝癌等相关疾病的研究提供了一个良好的思路,也为肝损伤在临床预防和治疗中提供了一些潜在的药物靶点。