Role of Mettl14 in Liver Regeneration after Partial Hepatectomy in Mouse Model

Abstract

Liver regeneration is a well-known systemic homeostatic phenomenon. The N6-methyladenosine (m6A) modification pathway has been associated with liver regeneration and hepatocellular carcinoma. m6A methyltransferases, such as methyltransferase 3 (METTL3) and methyltransferase 14 (ME -TTL14), are involved in the hepatocyte-specific-regenerative pathway. To illustrate the role of METTL14 in non-parenchymal liver cells, which related in the initiation phase of liver regeneration, I performed 70% partial hepatectomy (PH) in Mettl14 hetero-zygous (HET) and wild-type (WT) mice. Next, I analyzed the ratio of liver weight to body weight and the expression of mitogenic stimulators derived from non-parenchymal liver cells. Furthermore, I evaluated the expression of cell cycle-related genes and the hepatocyte proliferation rate by immunostaining using Proliferating Cell Nucleus Antigen (PCNA) and Marker of proliferation KI-67 (MKI67) antibodies. During regeneration after PH, the weight ratio was lower in Mettl14 HET mice compared to WT mice. The expression of hepatocyte growth factor (HGF) and tumor necrosis factor (TNF)-α, mitogens derived from non-parenchymal liver cells that stimulate the cell cycle, as well as the expression of cyclin B1 and D1, which regulate the cell cycle, and the number of MKI67 positive cells, which indicate proliferative hepatocyte in the late G1-M phase, were significantly reduced in Mettl14 HET mice 72h after PH. Our findings demonstrate that global Mettl14 mutation may interrupt the homeostasis of liver regeneration after an acute injury like PH by restraining certain mitogens, such as HGF and TNF-α, derived from sinusoidal endothelial cells, hepatic stellate cells, and Kupffer cells. These results provide new insights into the role of Mettl14 in the clinical treatment strategies of liver disease.

N6-메틸아데노신(m6A) 변형 경로가 간 재생 및 간세포 암종과 관련이 있다고 보 고되었으며, 메틸트랜스퍼라제3(METTL3) 및 메틸트랜스퍼라제14(METTL14)와 같은 m6A 메틸트랜스퍼라제가 간세포 특이적 재생 경로와 관련이 있다는 것이 밝혀졌 습니다. 간 재생은 복잡한 기전들이 관여하여 신체의 항상성을 유지할 수 있도록 적정한 비 율을 유지하며 재생하고, 특정 조건이 되면 재생을 멈추는 놀랄 만큼 체계적인 생리학적 현상입니다. 이런 고유한 특징에 대해 지금까지 많은 연구가 수행되었음에도 불구하고 간재생에 대한 전 과정을 완전히 이해한 것은 아닙니다. 본 연구에서는 간 재생의 복잡한 과정에서 간세포와 관련된 METTL14의 역할을 설명하기 위해 Mettl14 녹아웃(Knock-out) 형질전환 마우스의 이형접합체(Hetero-zygous) 마우스 및 야생형 (Wild-type) 마우스에서 70%의 간을 절제하는 부분 간절 제술 (Partial hepatectomy)을 수행했습니다. 다음으로, 체중에 대한 간 중량의 비율과 비실질 간 세포에서 유래한 유사분열 촉진제의 발현을 분석하였습니다. 또한 MKI67 면역염색을 통해 세포주기 관련 유전자의 발현과 간세포 증식률을 평가했습니다. 부분 간절제술 후 재생하는 과정에서 체중 대비 간 무게의 비율은 야생형 마우스에 비해 Mettl14 형질전환 마우스에서 더 낮았습니다. 비실질 간세포에서 유래하며 세포주기를 자극하는 미토겐 (mitogen)인 간세포성장 인자(HGF)와 종양괴사 인자(TNF)-알파, 세포주기를 조절하는 사이클린 B1, D1의 발현 및 후기 G1-M 단계의 증 식성 간세포를 나타내는 MKI67-양성 세포의 수는 Mettl14 변이 마우스에서 부분 간 절제술 이후 72시간째에 유의하게 감소하였습니다. 본 연구로 Mettl14 유전자의 감소가 굴모세혈관 내피세포 (sinusoidal endothelial cell), 간별세포(hepatic stellate cell) 및 별큰포식세포(Kupffer cell)에서 파생된 H GF 및 TNF-α와 같은 특정 미토겐의 발현을 억제함으로써 부분 간절제술과 같은 급성 손상을 받은 간의 재생과정을 저해할 수 있다는 것을 확인하였습니다. 이러한 결과는 Mettl14의 간 재생에 관여하는 역할에 대한 새로운 통찰력을 제시하고 더 나아가 간 재생과 관련된 질환의 새로운 치료 지표로서의 가능성을 제공합니다.