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2023年3月，Nature Communications发表了题为Acute liver steatosis translationally controls the epigenetic regulator MIER1 to promote liver regeneration in a study with male mice的论文。该研究结合了体内CRISPR筛选、ChIP-seq等方法，发现在雄性小鼠体内，MIER1联系了肝细胞中的脂质累积和细胞周期相关基因表达。急性脂质累积诱导了EIF2S1磷酸化，减少Mier1的翻译，通过促进染色质重塑，促进细胞周期相关基因的表达以及肝组织再生，而该通路在慢性脂肪肝小鼠中受损。
工作由中科院上海营养健康研究所、上海交通大学附属第六医院等机构联合完成，第一作者Yanhao Chen。我司提供了本研究的ChIP-seq测序和数据分析服务。
人们早就认识到，早期再生的肝脏会暂时积累脂质，一些实验观察表明，急性肝脂肪变性是正常肝脏再生所必需的。肝再生过程中，脂质积累在肝切除术后12~24h达到峰值，甘油三酯含量高达术前的3~4倍，并在术后72h逐渐降至基础水平。脂质积累变化的时间窗口与肝脏再生过程中细胞分裂的时间窗口完全吻合。此外一些研究表明，当脂质积累受到影响时，肝脏再生能力受损。然而也存在一些例外：在肝脂肪酸结合蛋白（L-Fabp）敲除动物和肠特异性敲除微粒体甘油三酯转移蛋白（MTP-IKO）的动物中肝脂质积累部分受损，但肝脏再生正常。因此人们提出了关于“存在再生所必需的适应性脂肪生成阈值”的猜测，这在L-Fabp或MTP-IKO动物中没有受到影响。但是什么因素决定了阈值？
通常人们认为，肝脏再生过程中积累的脂质仅用作能量供应的底物或膜合成的生物材料。然而几种核类固醇激素转录因子例如PPARα、FXR和LXR，在肝切除术诱导的肝再生过程中有重要作用。因此，脂质衍生代谢物也可能通过转录或表观遗传机制影响再生信号通路，尽管缺乏对该假设的直接支持。在肝脏再生过程中，多个事件高度协调以支持细胞增殖，因此可以合理地设想，当新细胞的构建材料准备就绪时，信号应同时发出以协调表观遗传变化，以便以后细胞增殖；研究者怀疑该信号应该与脂质本身密切相关。从另一个方面来看，无论是在啮齿动物模型中还是在人类中，慢性肝脂肪变性是损害肝脏再生的重要危险因素。然而，慢性和急性肝脂肪变性对再生影响的差异有怎样的生理基础？
为了揭示肝脏再生中未知的调节因子和机制，研究者直接在小鼠肝脏中进行了高通量体内CRISPR / Cas9筛选，确定MIER1是肝脏再生的关键调节因子。成人肝细胞MIER1耗竭显著增强其再生能力，过表达大大延迟再生。有趣的是，研究者通过急性应激诱导的翻译控制表明，MIER1在肝脏再生中受到急性肝脂肪变性的生理调节。同时，高脂肪饮食（HFD）喂养和患有慢性肝脂肪变性的衰老动物对急性脂质积累引起的应激没有反应，因此损害了MIER1调节；而MIER1的缺失大大提高了这些动物的肝脏再生能力。综上所述，本研究提出了一种有趣的机制，通过该机制，肝脏再生中的急性肝脂肪变性通过翻译控制MIER1调节染色质状态，并促进肝脏再生；还解释了脂质积累和再生在健康肝脏中耦合，而在脂肪肝中解耦的原因。
1. CRISPR体内筛选确定肝脏再生的关键调节因子
为了更广泛地评估参与肝脏再生的调节因子，研究者建立了一个体内无偏倚筛选平台。为了建立体内筛选体系，研究人员将Fah敲除动物与cre依赖性Cas9敲入小鼠杂交。Cas9-LSL纯合且Fah纯合敲除的小鼠用于随后的体内筛选。然后研究者生成了包含肝脏特异性TBG(甲状腺素结合球蛋白)启动子驱动的Cre-2a-Fah表达盒（用于肝细胞特异性诱导Cas9和FAH表达），以及用于sgRNA池导入的U6启动子sgRNA表达盒的慢病毒载体。研究者主要对肝脏再生过程中染色质状态和基因表达动态变化的调控机制感兴趣，因此构建了一个sgRNAs库，共包含9094个寡核苷酸，靶向1514个基因，其中包括表观遗传调控因子（如主要的乙酰转移酶、去乙酰化酶、转甲基化酶、去甲基化酶和关键转录因子）、激酶和其他感兴趣的基因，并以此制备了一个慢病毒载体库。筛选的总体思路是，将慢病毒载体静脉输送到小鼠体内后，一部分肝细胞将表达针对特定基因的Fah和sgRNA。NTBC撤药后，未接受慢病毒载体的肝细胞将很快死亡，而成功接受慢病毒载体并表达Fah的肝细胞将存活并在体内重新增殖。因此，研究者可以在这些细胞中发现sgRNA相应的基因可能赋予肝细胞增殖和再生优势。
研究者首先评估了慢病毒载体体内递送所需的滴定量。由于在小鼠中，GFP与Cas9在同一表达盒中共表达，因此GFP阳性细胞的百分比可以作为体内感染效率的指标。慢病毒的体内传递效率相对较低。每只动物注射1×10^9个载体，体内感染率约为3%。考虑到相对较低的感染率可能有助于确保大多数细胞只接受一种sgRNA，随后采用每只动物1×10^9个载体作为筛选滴定量，不表达Fah或sgRNA的慢病毒作为对照。病毒递送后7天停用NTBC。对照组所有小鼠均在40天内死亡，而接受sgRNA载体的所有小鼠均存活，这些小鼠在病毒递送后第88天处死，肝脏用于制备切片。这些肝脏切片中检测到由于慢病毒感染而导致的FAH表达肝细胞的有效肝脏组织替代。
随后研究人员通过深度测序对重新填充的肝组织以及初始CRISPR载体池中的sgRNA丰度进行量化分析。计算sgRNA表达的平均值后，研究人员发现，一组sgRNA在经过CRISPR文库处理的肝脏中显著富集。研究人员随后通过MAGeCK计算了两次独立筛选中每个基因的阳性RRA评分。两次筛选之间存在一些差异，这可能是由于慢病毒载体的体内感染效率较低。然而研究者注意到在实验中，先前确定的一些在肝脏再生中起作用的基因被筛选掉了，这表明成功富集到了肝脏再生过程中的某些负调节因子，例如研究表明，肝脏特异性缺失FoxO1可以恢复Akt1和Akt2缺陷动物的肝脏再生能力；糖原合成酶激酶（GSK3）的抑制导致对乙酰氨基酚诱导的急性肝衰竭后肝脏再生的改善。根据这些结果，Foxo1和Gsk3a在研究者的筛选中确定为负调节因子。
Figure 1. CRISPR in vivo screening identifies MIER1 as a negative regulator in liver regeneration
2. 肝MIER1耗竭加速手术切除后肝脏再生
研究者接下来决定跟进Mier1，这是一个在两次独立筛选中同样显著富集的基因。Mier1编码中胚层诱导早期反应蛋白1，先前通过组蛋白去乙酰化酶（HDAC）1和2的募集实验确定为转录抑制因子，但在肝脏或肝脏再生中的功能研究不多。研究者首先验证了MIER1在肝脏再生中的功能。采用Cas9敲入小鼠，通过AAV载体（MIER1-sgRNA）在肝细胞中特异性去除MIER1，以表达Cre重组酶和荧光素酶的载体为对照。MIER1的缺失对体重、血中谷草转氨酶（AST）、丙氨酸转氨酶（ALT）水平及血脂均无明显影响。随后研究者进行了部分肝切除术，手术切除三分之二的肝脏。与对照组相比，MIER1缺失后肝脏再生明显改善，表现为肝脏/体重比显著增加，Ki-67阳性细胞百分比增加，肝脏Cyclin D1和PCNA表达增强。同时研究者在术后12天和2个月观察到两组肝脏重量无显著差异，提示MIER1主要在肝脏再生的增殖阶段起作用。总体而言，肝脏再生过程中肝脏MIER1分布无区域差异。由于MIER1是转录抑制因子，研究组随后对两组患者术后不同时间点采集的肝组织进行了RNA测序分析。值得注意的是，MIER1缺失后，在观察到在肝脏再生开始时，细胞周期相关基因的表达显著且持续增加。
来源于人多能干细胞（hPSC）的人肝类器官可以部分概括肝脏再生过程中的器官发生事件。有趣的是，在hPSC中使用lenti-cas9/CRISPR系统敲除MIER1后，相应形成的肝类器官中几种细胞周期标记物的表达水平显著增强，但在hPSC或从hPSC分化的前肠细胞中则没有这种现象。MIER1敲除的肝类器官的大小明显大于野生型肝类器官，免疫染色也显示MIER1缺失的肝类器官中Ki-67阳性细胞更多。白蛋白分泌和几种肝细胞标志物的表达水平无明显差异，表明MIER1缺失不影响肝类类器官的肝脏特征。这些结果表明MIER1缺失在促进人类肝细胞增殖方面可能具有类似的作用。然而由于MIER1缺失始于hPSC， MIER1缺失是促进肝祖细胞还是成熟肝细胞的增殖目前尚不清楚。在得出结论之前需要对MIER1在肝类器官分化增殖以及人类肝脏再生过程中的功能进行更深入的分析，尽管如此这些数据表明MIER1在肝脏再生过程中是负调节因子。
3. MIER1靶向细胞周期基因并通过染色质重塑调节其表达
先前有报道称，MIER1通过HDAC1和HDAC2的染色质募集来抑制基因表达。为了进一步研究MIER1是否直接靶向细胞周期基因，研究者接下来在肝组织中进行了染色质免疫沉淀和测序（ChIP-seq）。由于缺乏现成的MIER1抗体进行ChIP-seq分析，因此使用AAV载体和TBG启动子，在肝脏外源性表达MIER1-FLAG，使用FLAG抗体进行ChIP-seq分析。收集接受空载体的动物肝脏组织，用FLAG抗体进行ChIP-seq，以控制FLAG抗体可能的非特异性结合信号。研究者总共观察到9310个MIER1结合位点，其中大多数位于转录起始位点周围、内含子或外显子中。对MIER1结合基因的分析显示，细胞周期、染色质组织和转录调控基因显著富集。结合RNA-seq结果进一步分析发现，肝脏组织中有大量参与细胞周期、DNA复制和染色体组织的基因被MIER1结合并在MIER1缺失后表达上调，表明MIER1直接调控这些基因的功能。
接下来，研究者通过全基因组ATAC-seq分析，评估了MIER1缺失是否会导致染色质开放性的改变，特别是在细胞周期相关基因附近。在肝部分切除术前的静止肝脏中，ATAC-seq共鉴定出17556个峰，其中3661个峰与MIER1结合。此外，ATAC-seq结果表明，即使没有活跃的转录活动，细胞周期基因也存在于静止肝脏的开放染色质区域中，这些基因也与MIER1结合。进一步的肝组织ATAC-seq分析在部分肝切除术后24小时发现了10801个峰，与静止肝脏中的峰相比，其强度更高，这表明在早期肝脏再生中，这些位置附近的染色质开放性增加。在这10801个峰中，2221个峰与MIER1结合，这些峰靠近细胞周期相关基因。有趣的是，尽管肝脏MIER1缺失并没有改变静止肝脏中这些位点的染色质开放性，但在部分肝切除术后24小时，MIER1缺失导致染色质开放性显著增加。这些结果与RNA-seq分析一致，表明肝脏MIER1缺失在肝脏再生过程中增加了染色质开放性和细胞周期相关基因的转录，但在静止肝脏中没有。
此外，MIER1的信号与H3K27ac的肝脏基因组结合信号有显著重叠，H3K27ac是一种同活性启动子和增强子相关的组蛋白标记。MIER1缺失导致肝切除术后24小时H3K27ac信号增加，特别是在一些细胞周期基因附近。尽管研究者观察到MIER1与HDAC1和HDAC2之间的相互作用，但与先前的发现一致，HDAC1或HDAC2的基因组募集在肝脏MIER1耗尽时没有改变。MIER1在肝脏再生过程中的染色质调控机制值得进一步研究。尽管如此，上述结果共同表明，在肝脏再生过程中，MIER1靶向并抑制细胞周期基因的表达。
Figure 2. MIER1 targets and regulates cell cycle gene expression through chromatin remodeling
4. MIER1过表达延缓肝脏再生
研究者进一步探讨了MIER1在肝脏再生过程中的生理功能。研究者注意到，术后24~36小时MIER1蛋白表达明显下降，术后48小时左右基本恢复至基线水平。考虑到肝脏再生早期细胞周期基因的生理性表达增加，以及MIER1对这些基因的抑制性调控，研究者认为再生早期MIER1表达的减少可能是细胞周期基因表达增加的原因。
为了验证这一假设，研究者通过AAV载体在成年小鼠肝细胞中特异性外源性过表达MIER1。值得注意的是，研究者观察到MIER1过表达后肝脏再生明显延迟，表现为肝/体重比恢复延迟，Ki-67阳性肝细胞百分比下降，细胞周期基因表达显著降低。综上所述，研究者发现MIER1缺失加速了肝脏再生，而MIER1过表达延迟了肝脏再生。因此研究者怀疑MIER1在肝脏再生过程中起着表观遗传“制动器”的作用，通常抑制细胞周期基因表达；肝脏再生开始后，减少的MIER1蛋白释放“刹车”，导致细胞周期基因表达增加，促进细胞增殖。
Figure 3. MIER1 overexpression delays liver regeneration
5. 急性肝脂肪变性通过翻译控制调节MIER1表达
接下来，研究者想要评估在肝脏再生的早期阶段哪些信号导致MIER1下调。他们注意到手术后小鼠食物摄入量减少。为了排除食物摄入量减少可能非特异性影响MIER1表达的可能性，研究者进行了不切除肝脏的假手术。结果表明假手术也导致食物摄入量减少，但对MIER1表达和肝细胞增殖没有影响。长期禁食可导致肝脏脂肪变性，然而假手术中没有观察到明显的肝脏脂肪变性，可能是因为食物摄入量减少只是暂时的。以上结果进一步证实了MIER1的下调是由某些再生相关信号特异性诱发的。
接下来，研究者用原代小鼠肝细胞研究了早期再生过程中几个主要事件的可能影响，这些事件包括细胞因子和生长因子的分泌（通过特定细胞因子处理细胞）、血糖迅速下降（在低糖和高糖培养基中培养细胞）。然而在这些处理后MIER1表达没有明显差异。
急性脂肪变性先前在肝脏再生早期被观察到。然后研究者通过术前和术后24小时收集的肝组织脂质组学分析了解急性脂肪变性的具体情况。再生早期肝脏中甘油三酯（TAG）、甘油二酯（DAG）、胆固醇酯（CE）、磷脂酰乙醇胺（PE）等含量显著升高。人们普遍认为脂肪组织的分解代谢，以及由此释放的游离脂肪酸（FFA）进入循环并被肝组织吸收，解释了肝脏再生早期积累的大部分肝脂质的原因。研究者接下来计算了构成增加的脂质的主要脂肪酸。结果表明，棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸是脂质组成中含量最多的脂肪酸。
研究者用这些游离脂肪酸处理原代肝细胞。当细胞暴露于FFA，尤其是SA和PA时，研究者观察到MIER1表达的快速、时间和剂量依赖性下降。PA处理10h和20h后Mier1的mRNA水平未见明显变化，提示FFA处理后Mier1表达降低与转录无关。接下来研究者评估了MIER1的减少是否是由于蛋白质降解的增强，因此他们用PA和蛋白降解抑制剂如MG132(蛋白酶体抑制剂)、Calpeptin(半胱氨酸蛋白酶抑制剂)、Z-VAD(泛半胱氨酸蛋白酶抑制剂)和3-MA(自噬抑制剂)，共同处理细胞，以评估可能导致MIER1蛋白水平下降的任何可能的蛋白质降解途径，然而都没有观察到显著差异。因此研究者怀疑PA处理导致Mier1 mRNA翻译受影响。事实上在使用嘌呤霉素标记法处理PA后，研究人员发现蛋白质合成率显著下降。EIF2S1磷酸化和mTORC1抑制是翻译抑制的两个主要机制，而研究者在原代肝细胞中观察到，PA处理后EIF2S1中51位的磷酸化显著增加。更重要的是该磷酸化信号在肝再生过程中，术后24小时出现短暂升高，与急性脂肪变性的峰值(术后~24小时)一致。研究者进一步用ISR抑制剂ISRIB处理动物，该抑制剂通过别构抑制拮抗磷酸化对eIF2B的抑制作用，在肝脏再生过程中钝化ISR。ISRIB处理显著抑制了正常肝脏再生过程中MIER1的下调，进一步表明EIF2S1磷酸化与MIER1下调之间存在因果关系。此外mTORC1信号通路在手术后表现出一致的激活，RPS6的S240/S242磷酸化证明了这一点。因此研究者随后将重点放在EIF2S1通路上。
为了进一步证实MIER1下调是由于翻译减弱，研究者在手术前（0h）和术后24 h对小鼠肝脏提取物进行了蔗糖密度梯度离心，分离翻译和非翻译转录本。与术前肝组织相比，术后24小时组织提取物中与多聚核糖体相关的转录本明显减少（减少25.615%），其中与多聚核糖体相关的Mier1转录本也显著减少（减少32.087%），证实术后24小时MIER1蛋白合成活性降低。与EIF2S1磷酸化增加一致，术后24小时肝组织中观察到多聚核糖体相关Atf4转录本显著增加，提示Atf4的翻译诱导，而诱导ISR表达时Atf4表达上调。进一步的RNA-seq和qRT-PCR分析显示，术后24小时与多聚核糖体和亚多聚核糖体相关的转录本中有大量转录本（8.069%）的翻译活性下降，这些转录本的功能主要和线粒体复合体I合成和呼吸链电子传递有关。同时部分基因转录本（0.56%）表现出较高的翻译活性，主要与核糖体形成和蛋白质翻译起始有关。这些结果表明在肝脏再生早期，蛋白质翻译活性发生了显著的动态变化，Mier1是蛋白质合成活性显著降低的转录本之一，导致MIER1在术后24~36小时左右减少。
众所周知EIF2S1是综合应激响应（ISR）的关键组成部分。EIF2S磷酸化的短暂增加表明术后24小时存在急性应激，可能同脂质积累相关。因此研究者接下来想进一步评估肝脏再生过程中的急性脂肪变性是否会导致ISR，从而减少体内MIER1蛋白的合成。与先前肝脏再生中脂肪组织分解代谢的发现一致，在肝脏再生开始后，研究人员观察到附睾和腹股沟白色脂肪组织的重量显著减少，而肝脏MIER1的缺失或过表达对分解代谢过程没有影响。为了在肝脏再生过程中调节早期肝脏脂肪变性，研究者通过特异性敲除脂肪组织中的Lipe（Lipe-AKO）来部分阻断脂肪分解代谢。Lipe编码激素敏感脂肪酶（HSL），是脂质分解代谢的主要脂肪酶之一，催化甘油三酯、甘油二酯和单甘油酯的水解，但更偏好水解甘油二酯。在肝再生早期，脂肪组织中HSL磷酸化显著增加，提示HSL参与肝再生诱导的脂质再分配。
然后研究者在Lipe-AKO和Lipe-loxp/loxp小鼠中进行部分肝切除术。与HSL在脂肪分解代谢中的功能一致，术后24小时，与对照（Lipe-loxp/loxp）肝脏相比，Lipe-AKO小鼠的肝脏脂质积累显著减少，肝脏甘油三酯含量仅为对照含量的一半，同时肝脏再生过程中脂肪组织重量减少、血清游离脂肪酸减少。此外，脂肪组织中HSL的缺失显著延缓了肝脏再生的进程，Lipe-AKO动物在36h和72h时肝脏/体重比显著低于对照。与野生型动物在肝脏再生过程中的动态变化相比，Lipe-AKO动物的EIF2S1-S51磷酸化和MIER1蛋白水平基本保持不变，说明肝脏ISR和MIER1下调没有出现。这可能是因为脂质积累较少。与此一致的是，核糖体分离分析显示，在Lipe-AKO动物手术后不同时间点（0h和24h），Mier1转录本的蛋白质合成和分布变化很小。为了证实在Lipe-AKO动物早期观察到的MIER1的下调受抑实际上是影响肝脏再生的原因，研究者进一步在Lipe-AKO动物中耗尽肝脏MIER1。MIER1缺失不影响肝脏脂质积累，但成功挽救了Lipe-AKO动物的肝脏再生能力和细胞周期相关基因表达，这说明MIER1下调受抑在Lipe-AKO动物肝脏再生受损中的关键作用。
随后，研究者在肝切除术前不久给予小鼠急性高脂肪饮食（acHFD）。与正常饮食（NCD）的小鼠相比，acHFD动物的肝脏脂质积累增加，因此早在术后12 h， p-EIF2S1信号便显著增强，MIER1水平降低。此外与对照动物相比，经acHFD处理的动物肝脏再生能力有所提高。此外，肝脏MIER1缺失并没有进一步增加acHFD处理动物的再生能力，这表明MIER1缺失在acHFD促进肝脏再生中的主要作用。与对照相比，HFD中添加了更多的糖，为了进一步排除糖对MIER1调节产生影响的可能性，研究者在手术前预先给动物喂食额外的葡萄糖和果糖。结果表明，在再生过程中，额外的糖没有改变MIER1的调节、细胞增殖和肝脏脂质积累。综上所述，在肝脏再生早期，主要由脂肪组织分解代谢引起的急性肝脏脂质积累对肝细胞造成急性应激，诱导EIF2S信号通路激活，导致Mier1翻译活性和MIER1水平降低。
Figure 4. Acute hepatic lipid accumulation regulates MIER1 expression via acute stress-induced translational control
Fig. 5 Decreased lipid accumulation due to adipose lipolysis dysfunction leads to compromised MIER1 regulation and impaired liver regeneration
Fig. 6 Acute HFD treatment improves liver regeneration
6.患有慢性肝脂肪的动物表现出MIER1调节失调，肝脏MIER1耗竭导致这些动物的肝脏再生改善
研究者之前的研究表明，肝脏早期急性脂肪变性通过MIER1调控促进肝脏再生。然而慢性脂肪变性的肝组织的再生能力受损。因此研究者很想知道在这些情况下肝脏再生能力的降低是否与MIER1调节有关。
研究者首先检测了饲喂高脂饮食8周（crHFD）的动物肝脏再生过程中MIER1的变化，发现这些动物的肝脏甘油三酯的积累是NCD动物的2倍以上。与NCD动物不同，在crHFD动物的肝脏再生过程中，MIER1和p-EIF2S1-S51水平基本保持不变。与此一致的是，PA处理crHFD动物的原代肝细胞没有引起MIER1蛋白的显著降低，也没有增加p-EIF2S1-S51信号，或翻译活性的降低，共同表明在crHFD动物的肝脏再生过程中MIER1调节受损。研究者进一步研究敲除crHFD动物肝脏中的MIER1是否能恢复肝脏再生能力。与先前的发现一致，与NCD动物相比，crHFD动物的肝脏再生受到损害，表现为肝脏/体重比下降，Ki-67阳性肝细胞减少，细胞周期蛋白和基因表达减少。在上文提到的所有方面，研究者都注意到crHFD动物在MIER1耗尽后肝脏再生能力得到了显著的恢复。
衰老的肝脏也表现出慢性脂肪变性的表型，因此研究者下一步继续研究衰老动物的肝脏再生。与crHFD动物相似，衰老动物的肝脏再生过程中MIER1蛋白和p-EIF2S1-S51信号都相对稳定。此外，PA处理来自衰老肝脏的原代肝细胞并未引起MIER1表达或p-EIF2S1-S51或蛋白质合成活性的显著改变。衰老肝脏中进一步减少MIER1也能显著促进肝脏再生。总之，crHFD和衰老肝脏都对急性脂质积累不敏感，并且在肝脏再生过程中损伤了MIER1的调节，而MIER1缺失导致这些动物的肝脏再生显著增强。
Fig. 7 Animals with chronic liver steatosis show dysregulated MIER1 expression and improved liver regeneration upon MIER1 depletion
在本研究中，通过体内高通量CRISPR筛选，研究者确定MIER1是肝脏再生中重要的表观遗传调节因子，在肝脏再生中连接急性脂质积累、染色质重塑和细胞增殖。肝再生开始后，急性肝脂肪变性通过脂质诱导的急性应激传递信号，导致EIF2S1通路激活，从而导致Mier1 mRNA翻译减少，导致MIER1水平降低；MIER1的减少反过来增加了细胞周期基因表达和细胞增殖。总的来说，本研究揭示了急性肝脂肪变性过程中的一种简单有效且智能的信号传导方式，通过急性应激诱导的肝脏再生过程中EIF2S-MIER1信号通路的改变来传递染色质重塑信号。
研究者发现在患有慢性脂肪变性的肝组织中，肝细胞对脂质积累引起的急性应激没有反应，因此损害了MIER1调节；而肝脏MIER1耗竭显著恢复了这些动物的肝脏再生能力。研究者没有发现NCD和crHFD动物之间的MIER1或p-EIF2S1水平在8周内存在显著差异。然而，脂质组学分析显示，8周HFD后的慢性脂肪变性与正常肝再生中的急性脂肪变性之间的脂质构成存在显著差异。此外，crHFD动物术后0~24h之间脂质水平的相对变化远小于NCD动物。研究者推测，患有慢性脂肪变性的肝脏组织已经很好地适应了高肝脂含量，因此对早期再生中急性肝脂肪变性带来的额外压力不敏感，尽管需要进一步的研究来描述这种现象背后的详细分子机制。
关于控制肝脏再生过程中翻译活性动态变化的直接调节因子，研究者的初步观察表明EIF2S1信号通路可以通过脂质诱导的肝细胞内质网（ER）应激激活。先前还报道肝脏再生过程中的生理反应涉及肝切除术后ER应激基因的快速增加和激活。除EIF2S1外，IRE1α通路也被激活，同时早期再生肝脏中CHOP的表达增加，提示肝脏再生过程中急性ER应激的功能活性。然而在肝脏再生过程中，急性ER应激是直接诱导ISR还是ISR以外的不同机制来调控MIER1合成，还有待进一步研究。除MIER1外，还鉴定出其他几个基因，这些基因受到脂肪变性诱导的翻译控制，尽管它们对肝脏再生的功能贡献仍然未知。此外MIER1调控途径如何与细胞因子和生长因子介导的信号通路以及再生过程中的其他表观遗传事件相互作用也是一个有趣的问题。
与采用转座子系统将shRNA或sgRNA整合到肝脏基因组中的研究不同，研究者在这里使用慢病毒系统进行体内sgRNA整合，并专注于超过1500个sgRNA的9000多个基因，是迄今为止用于体内肝脏再生筛选的最大文库。除了MIER1之外，在筛选过程中还发现了其他几个有趣的候选基因，它们可能与肝脏再生有关，尽管需要对这些基因进行进一步的详细研究。此外，根据研究者的实验设置，在技术上无法区分删除肝脏再生关键因子的sgRNA与随机未纳入细胞的sgRNA，这是筛选的潜在风险。本研究确定了肝脏再生中的一种新的调节因子，以及一种新的机制，揭示了急性肝脂肪变性的信号功能，并解释了脂肪变性和肝脏再生如何在正常肝脏中结合，但在慢性脂肪肝中解耦。
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Chen，Y.，Chen，L.，Wu，X. et al. Acute liver steatosis translationally controls the epigenetic regulator MIER1 to promote liver regeneration in a study with male mice. Nat Commun 14，1521(2023).
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