CPEB4 Increases Expression of PFKFB3 to Induce Glycolysis and Activate Mouse and Human Hepatic Stellate Cells, Promoting Liver Fibrosis

BACKGROUND & AIMS: We investigated mechanisms of hepatic stellate cell (HSC) activation, which contributes to liver fibrogenesis. We aimed to determine whether activated HSCs increase glycolysis, which is regulated by 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase-3 (PFKFB3), and whether this pathway might serve as a therapeutic target. METHODS: We performed studies with primary mouse HSCs, human LX2 HSCs, human cirrhotic liver tissues, rats and mice with liver fibrosis (due to bile duct ligation [BDL] or administration of carbon tetrachlo- ride), and CPEB4-knockout mice. Glycolysis was inhibited in cells and mice by administration of a small molecule antagonist of PFKFB3 (3-[3-pyridinyl]-1-[4-pyridinyl]-2- propen-1-one [3PO]). Cells were transfected with small interfering RNAs that knock down PFKFB3 or CPEB4. RESULTS: Up-regulation of PFKFB3 protein and increased glycolysis were early and sustained events during HSC activation and accompanied by increased expression of markers of fibrogenesis; incubation of HSCs with 3PO or knockdown of PFKFB3 reduced their activation and prolif- eration. Mice with liver fibrosis after BDL had increased hepatic PFKFB3; injection of 3PO immediately after the surgery prevented HSC activation and reduced the severity of liver fibrosis compared with mice given vehicle. Levels of PFKFB3 protein were increased in fibrotic liver tissues from patients compared with non-fibrotic liver. Up-regulation of PFKFB3 in activated HSCs did not occur via increased transcription, but instead via binding of CPEB4 to cyto- plasmic polyadenylation elements within the 3'-untranslated regions of PFKFB3 messenger RNA. Knockdown of CPEB4 in LX2 HSCs prevented PFKFB3 overexpression and cell acti- vation. Livers from CPEB4-knockout had decreased PFKFB3 and fibrosis after BDL or administration of carbon tetra- chloride compared with wild-type mice. CONCLUSIONS: Fibrotic liver tissues from patients and rodents (mice and rats) have increased levels of PFKFB3 and glycolysis, which are essential for activation of HSCs. Increased expression of PFKFB3 is mediated by binding of CPEB4 to its untranslated messenger RNA. Inhibition or knockdown of CPEB4 or PFKFB3 prevents HSC activation and fibrogenesis in livers of mice

Implicació de l’angiogènesi en la patofisiologia de la hipertensió portal

Antecedents: La síndrome de la hipertensió portal és la més greu complicació de les malalties cròniques del fetge. Estudis anteriors del nostre grup en models experimentals de hipertensió portal van demostrar l’existència d’un procés actiu d’angiogènesi estimulada per VEGF a nivell del territori esplàncnic, i la implicació d´aquesta neovascularització en la formació de vasos col•laterals portosistèmics i en l’establiment de la circulació hiperdinàmica esplàncnica. Objectiu: Determinar els mecanismes reguladors de l´angiogènesi en la hipertensió portal, i avaluar experimentalment noves estratègies terapèutiques per el tractament d´aquesta malaltia. Metodologia: Estudi 1: Es realitza el bloqueig de les vies de senyalització de VEGF i PDGF, per separat o de manera combinada, en rates amb hipertensió portal, i se’n determina l’efecte sobre les alteracions en la circulació esplàncnica. Estudi 2: Es busca aprofundir en el coneixement dels efectes dels agents antiangiogènics en les alteracions associades a la hipertensió portal, determinant l’efecte de Sorafenib, un inhibidor multikinasa amb efectes antiangiogènics, en rates amb hipertensió portal i cirrosi. Estudi 3: Es prova de determinar, que a més de la congestió, hi hauria altres mecanismes implicats en l’esplenomegàlia associada a la hipertensió portal, i que el bloqueig de la via de mTOR, mitjançant Rapamicina, seria efectiu per reduir l’esplenomegàlia. Resultats: Estudi 1: S’assoleix una reversió dels canvis en la circulació esplàncnica més important quan bloquegem les vies de VEGF i PDGF alhora que amb el bloqueig de cadascuna d’elles per separat. Estudi 2: El tractament amb Sorafenib produeix una millora en l’hemodinàmica dels animals amb hipertensió portal, no només a nivell esplàncnic, sinó també hepàtic i intestinal, reduint la inflamació i la fibrosi. Estudi 3: Els resultats posen en relleu la participació de l’angiogènesi, la fibrogènesi o la inflamació en l’esplenomegàlia associada a la hipertensió portal i la reducció de la mida de la melsa mitjançant la inhibició de mTOR