促进肝脏再生的物质通过ATF3-CD36轴机制减轻代谢性脂肪性肝病（MASLD）中的脂质沉积

《Evolving Earth》：Augmenter of liver regeneration alleviates lipid accumulation in MASLD through ATF3-CD36 axis

代谢功能障碍相关脂肪肝病（MASLD）的脂质沉积受ALR调控，ALR通过ATF3-CD36轴抑制脂质摄取并促进脂噬作用。实验显示ALR转染细胞CD36表达降低且脂质积累减少，而ALR干扰细胞CD36表达升高且脂质摄取增加。敲除Gfer基因的小鼠CD36表达上调，脂质沉积加重。siRNA干扰CD36后，ALR干扰细胞的脂质积累显著减少，提示CD36在ALR介导的脂质代谢调控中起关键作用。ATF3通过调节CD36表达影响脂质代谢，ALR缺失加剧MASLD可能与此机制相关。

　　

肖伟春|吴媛|秦玲|张静|安伟

首都医科大学细胞生物学系及肝脏保护与再生调控市级实验室，北京，100069，中国

摘要

代谢功能障碍相关性脂肪性肝病（MASLD）的特点是肝细胞中脂质沉积过多。增强肝脏再生能力的基因（ALR，由Gfer基因编码）是一种存在于肝细胞中的生存因子，能够保护肝脏免受各种损伤；而ALR表达下调则会加速小鼠MASLD的进展。CD36作为一种长链游离脂肪酸转运蛋白，在MASLD的发病机制中起着关键作用。研究发现，在经ALR转染的HepG2细胞（ALR-Tx）中CD36的表达水平显著降低，而在shRNA-ALR（shALR）细胞中则上调。此外，在摄入高脂饮食的杂合Gfer敲低（Gfer^+/-）MASLD模型小鼠以及肝脏特异性Gfer敲除（Gfer-CKO）模型小鼠中，CD36的表达也显著升高。在shALR HepG2细胞中，脂质摄取增加而自噬作用受到抑制；相反，在ALR-Tx HepG2细胞中，脂质摄取减少而自噬作用增强。通过siRNA-CD36下调shALR细胞中的CD36表达后，脂质积累显著减少，自噬作用得到促进。进一步研究显示，ATF3（激活转录因子3）的mRNA和蛋白质表达在ALR-Tx细胞中显著升高，在shALR细胞中显著降低；在敲低ATF3后，CD36的表达被诱导上调。因此，我们的结果表明，ALR的缺失可能通过ATF3-CD36轴部分加剧了MASLD中的脂质沉积。

引言

代谢功能障碍相关性脂肪性肝病（MASLD），以前称为非酒精性脂肪肝病（NAFLD），其特征是脂质沉积过多，该疾病涵盖了一系列代谢紊乱，从单纯的脂肪变性到代谢功能障碍相关性脂肪性肝炎（MASH，以前称为NASH）、纤维化、肝硬化以及MASH相关的肝细胞癌（HCC）。由于MASLD的高发率及其预防和治疗的挑战性，其发病机制正在被积极研究。目前普遍接受的脂质诱导肝损伤机制是“双击”假说[1]，但最近也有“多击”假说被提出[2]。

增强肝脏再生能力的基因（ALR，由Gfer基因编码）可促进大鼠部分肝切除后的肝细胞增殖和肝脏再生[3]。ALR通过调节肉碱棕榈酰转移酶I（CPT-1）[4]和低密度脂蛋白受体[5]的表达，并降低氧化应激[6]来防止肝脏脂肪变性；它还通过抑制肝星形细胞的迁移[7]来缓解肝纤维化，并通过调节动力蛋白相关蛋白1（Drp1）的磷酸化和SUMO化[8][9]来维持线粒体的分裂/融合平衡，从而保护肝脏免受缺血/再灌注损伤。重要的是，在肝脏特异性删除ALR后，小鼠更容易依次发展为脂肪变性、NASH、纤维化和肝癌[10]。ALR通过调节脂质生成和脂质分解酶的表达来维持脂质稳态[11]，但ALR对脂质的更多调控机制仍需进一步研究，因为ALR如何调节脂质摄取的具体机制尚未完全明了。分化簇36（CD36）是一种B类清除受体，存在于多种细胞类型中，同时也是一种脂肪酸转运蛋白；它促进长链脂肪酸（LCFAs）的摄取[12][13]，抑制自噬[14]，减少β-氧化[15]，并促进肝脂肪变性的发生，进而推动NASH的进展[16]。ATF3属于ATF/cAMP反应元件结合蛋白（CREB）家族的转录因子，参与MASLD的进程；全局或肝细胞特异性删除ATF3会加重饮食诱导的脂肪性肝炎[17]，这据报道也与CD36表达的调节和脂肪酸向肝细胞的转运有关[18][19]。

在本研究中，经ALR转染的HepG2细胞（ALR-Tx）中的CD36 mRNA表达水平明显低于经载体转染的对照组（vector-Tx）细胞。与此一致，在全身杂合Gfer敲低（Gfer^+/-）MASLD模型小鼠和Gfer-CKO小鼠中，CD36的表达显著上调。此外，在shRNA-ALR转染的HepG2（shALR）细胞中，自噬作用减弱而脂质摄取增加；而在ALR-Tx HepG2细胞中则观察到相反的结果。最后，我们发现shALR HepG2细胞中的ATF3水平低于对照组细胞，而ALR-Tx HepG2细胞中的ATF3水平高于对照组细胞。因此，我们认为ALR至少部分通过ATF3-CD36轴来缓解MASLD。

实验部分

动物和实验模型

实验程序获得了首都医科大学动物实验和实验动物福利委员会的批准。所有动物均按照首都医科大学《实验动物护理和使用指南》接受人道护理。实验小鼠在首都医科大学动物中心饲养，室温（22?25°C）下，光照周期为12/12小时。

Gfer^+/-小鼠（C57BL/6J背景）的生成方法如前所述

ALR抑制CD36的表达

已有研究表明ALR可以减轻肝脏脂肪变性中的脂质积累。为了进一步探讨ALR缓解肝脏脂肪变性的机制，我们分析了OA/PA诱导的ALR-Tx HepG2细胞中的lncRNAs和mRNAs表达，并以载体转染的HepG2细胞（vector-Tx）作为对照。首先，将HepG2细胞处理OA/PA 24小时后，我们使用Oil Red O染色检测脂质积累情况。如图1A所示，OA/PA处理后脂质积累明显增加

讨论

ALR缺乏是进展性NASH的一个关键致病因素[26]。据报道，ALR缺乏会通过加重线粒体功能障碍和损伤、促进活性氧的产生以及通过下调CPT1α和PPARα基因的表达来改变脂质稳态，从而加速MASLD的发展[4][10]。

CD36在长链脂肪酸（LCFAs）的摄取中起着重要作用，而这些脂肪酸与MASLD有关。

CRediT作者贡献声明

吴媛：项目监督、管理、研究。秦玲：研究、资金获取。张静：初稿撰写、方法学设计、研究、概念构建。安伟：审稿与编辑、监督、概念构建。肖伟春：初稿撰写、方法学设计、资金获取、概念构建

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突

致谢

本工作得到了以下机构的支持：

国家自然科学基金（32271234）；

传染病生物标志物重点实验室（BJYAHKF2019007, BJYAHKF2021004）。

我们感谢International Science Editing（http://www.international science editing.com）对本稿的编辑工作。