AMP活性化プロテインキナーゼは、転写コアクチベーターP300を標的とすることにより、肝星細胞のTGF-β誘導線維形成反応を阻害します

肝臓線維症は、ウイルス感染やエタノールなど、さまざまな慢性肝臓損傷の一般的な結果です。活性化された肝星細胞（HSC）は、I型アルファコラーゲン（COL1A）を含む細胞外マトリックスタンパク質の蓄積を通じて肝線維症に寄与します。アデノシン一リン酸活性化プロテインキナーゼ（AMPK）の活性化はHSCの活性化を調節しますが、その根本的なメカニズムは不明のままです。ここでは、AMPKが転写コアクチベーターP300を調節することにより、HSCの形質転換成長因子（TGF）-β誘導性線維形成特性を阻害することを報告します。HSCの線維形成活性化を誘導するために、ヒト（LX-2）およびラット（CFSC-2G）HSC系統をTGF-βで処理しました。5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミド-1-ベータ-4-リボフラノシド（AICAR）、メトホルミン、またはアディポネクチンによる治療によるAMPKの薬理学的活性化は、Col1aおよび筋線維芽細胞マーカーα-Smooth筋肉のTGF-β誘導性発現を低下させましたSMA）。構成的活性AMPKα（CaAMPKα）の一時的な形質導入は、Col1aおよびα-SMA発現を減衰させるのに十分であったが、AMPK阻害剤は線維形成遺伝子発現に対するAICARの阻害効果をかなり排除した。AMPKはSMAD依存性転写を有意に抑制しましたが、SMAD2/3のTGF-β刺激リン酸化、核局在、またはDNA結合活性には影響しませんでした。AICARは、SMAD3アセチル化の減少を伴う転写コアクチベーターP300とのTGF-β誘発SMAD3の相互作用をかなり減衰させました。さらに、AICARは、AMPKとP300の間の物理的相互作用だけでなく、P300タンパク質のプロテアソーム分解も誘導しました。私たちのデータは、HSCにおけるAMPK誘発抗線維性機能の根本的なメカニズムを実証することにより、AMPKが肝線維症の治療の新しい治療標的になる可能性があるという実質的な証拠を提供します。

Liver fibrosis is a common consequence of various chronic liver injuries, including virus infection and ethanol. Activated hepatic stellate cells (HSCs) contribute to liver fibrosis through the accumulation of extracellular matrix proteins, including type I alpha collagen (COL1A). The activation of adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) modulates HSCs activation, but its underlying mechanism remains unclear. Here, we report that AMPK inhibits transforming growth factor (TGF)-β-induced fibrogenic property of HSCs by regulating transcriptional coactivator p300. We treated human (LX-2) and rat (CFSC-2G) HSC lines with TGF-β to induce fibrogenic activation of HSCs. Pharmacological activation of AMPK by treatment with 5-aminoimidazole-4-carboxamide-1-beta-4-ribofuranoside (AICAR), metformin, or adiponectin lowered TGF-β-induced expression of COL1A and myofibroblast marker alpha-smooth muscle actin (α-SMA). Transient transduction of constitutively active AMPKα (caAMPKα) was sufficient to attenuate COL1A and α-SMA expression, whereas an AMPK inhibitor considerably abrogated the inhibitory effect of AICAR on fibrogenic gene expression. Although AMPK significantly suppressed Smad-dependent transcription, it did not affect TGF-β-stimulated phosphorylation, nuclear localization, or DNA-binding activity of Smad2/3. AICAR rather attenuated TGF-β-induced Smad3 interaction with transcriptional coactivator p300 accompanying with reduction of Smad3 acetylation. Moreover, AICAR induced not only physical interaction between AMPK and p300 but also proteasomal degradation of p300 protein. Our data provide substantial evidence that AMPK could be a novel therapeutic target for treatment of liver fibrosis, by demonstrating the underlying mechanism of AMPK-induced antifibrotic function in HSCs.