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非酒精性脂肪性肝炎（NASH）全球发病率攀升，治疗需求迫切。研究人员整合单细胞及 bulk RNA 测序数据，探究减重手术（BS）治疗 NASH 的分子机制，发现其通过抑制肝 M1 巨噬细胞极化缓解病情，筛选出 56 种潜在有效药物，为 NASH 治疗提供新方向。
非酒精性脂肪性肝炎（NASH）如同潜伏在人体内的 “肝脏杀手”，正以惊人的速度在全球范围内蔓延。作为非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的严重炎症亚型，NASH 不仅会引发肝细胞坏死、肝纤维化，还可能进一步恶化为肝硬化甚至肝细胞癌，同时常伴随代谢综合征如肥胖、糖尿病等，严重威胁人类健康。然而，目前针对 NASH 的治疗手段极为有限，唯一经美国食品药品监督管理局（FDA）批准的药物 Rezdiffra 也难以满足临床需求，因此深入探究 NASH 的发病机制并开发新的治疗策略迫在眉睫。
为解开减重手术（Bariatric Surgery, BS）为何能有效治疗 NASH 的谜团，中国第四军医大学西京医院的研究团队开展了一系列研究。该团队整合单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）和批量 RNA 测序（bulk RNA-seq）数据，从免疫细胞调控的角度切入，重点分析肝巨噬细胞极化在 NASH 进展及 BS 治疗中的作用，并通过生物信息学方法筛选潜在治疗药物。研究成果发表在《Genes & Immunity》，为 NASH 的治疗提供了关键的理论依据和药物研发方向。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：
- 数据获取与处理：从 GEO 数据库下载 NAFLD 患者的 RNA 测序数据，包括 scRNA-seq 数据（GSE129516）和 bulk RNA-seq 数据（GSE48452、GSE83452、GSE106737 等），涵盖正常、NASH 及 BS 术后样本。
- 单细胞数据分析：利用 “Seurat” 包对 scRNA-seq 数据进行过滤、降维和细胞类型注释，比较 NASH 与正常肝脏巨噬细胞的差异表达基因（DEGs）。
- 免疫细胞丰度分析：通过 CIBERSORT 算法对 bulk RNA-seq 数据进行反卷积，计算肝组织中 M1、M2 巨噬细胞等免疫细胞的丰度。
- 药物筛选：基于差异表达的 M1 巨噬细胞相关基因（DEMRGs），使用 CMAP 数据库筛选潜在治疗药物，并通过动物模型验证基因表达变化。
研究结果
1. 单细胞 RNA 测序揭示 NASH 免疫微环境特征
通过分析 3 例正常和 3 例 NASH 小鼠肝脏的 scRNA-seq 数据，鉴定出 10 个主要细胞簇，其中 NASH 组巨噬细胞比例显著高于正常组。进一步分析发现，NASH 巨噬细胞中存在 1060 个 DEGs，包括 418 个上调基因和 642 个下调基因。基因本体（GO）分析显示上调基因与 “促炎”“细胞因子活性” 等功能密切相关，京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析则表明 M1 巨噬细胞极化相关通路（如细胞因子 - 细胞因子受体相互作用、补体和凝血级联反应）显著富集。
2. 批量 RNA 测序证实 NASH 中 M1 巨噬细胞比例升高
对人类肝脏 bulk RNA-seq 数据（GSE61260、GSE48452）的 CIBERSORT 分析显示，NASH 患者肝组织中 M1 巨噬细胞比例显著高于正常对照组，而 M2 巨噬细胞比例无明显变化，进一步验证了 M1 极化在 NASH 炎症中的核心作用。
3. 减重手术显著降低 NASH 患者肝内 M1 巨噬细胞比例
分析 BS 术前术后样本（GSE106737、GSE83452）发现，术后肝组织中 M1 巨噬细胞比例显著下降，而单纯生活方式干预组无明显变化。这表明 BS 对 M1 极化的抑制作用可能是其缓解 NASH 的关键机制之一。
4. 鉴定 M1 巨噬细胞相关基因及差异表达基因
通过相关性分析和差异表达分析，筛选出 83 个 M1 巨噬细胞相关基因（MRGs），其中 12 个基因（如 CXCL10、FAT1、GPNMB 等）在 BS 术后显著下调，被定义为差异表达 M1 巨噬细胞相关基因（DEMRGs）。GO 和 KEGG 分析显示这些基因主要富集于免疫炎症相关通路。
5. CMAP 筛选潜在治疗药物
基于 12 个 DEMRGs，通过 CMAP 分析筛选出 56 种潜在治疗 NASH 的化合物，其中前 10 名包括 damnacanthal、alpha-estradiol、verapamil 等。动物实验（NASH 小鼠模型）证实，BS 术后肝内 M1 巨噬细胞标记物（CD80、CD64、iNOS）表达降低，FAT1 和 CXCL10 的 mRNA 及蛋白水平显著下降，肝纤维化和脂肪变性明显改善。
研究结论与讨论
本研究首次系统揭示了减重手术通过抑制肝 M1 巨噬细胞极化缓解 NASH 的分子机制，并鉴定出 12 个关键 DEMRGs（如 CXCL10、FAT1）作为潜在治疗靶点。通过 CMAP 分析筛选的 56 种药物（如 damnacanthal、alpha-estradiol）为 NASH 药物研发提供了重要线索。尽管研究存在缺乏术后单细胞数据、部分基因机制需进一步验证等局限，但其为巨噬细胞靶向治疗和 BS 临床应用提供了新视角，有望推动 NASH 精准医疗的发展。
这项研究不仅深化了对 NASH 免疫发病机制的理解，更通过多组学整合和跨学科方法，架起了基础研究与临床转化的桥梁，为全球 NASH 患者带来了新的希望。未来，针对关键基因和候选药物的深入研究，或将开启 NASH 治疗的新篇章。
