高脂饮食通过Parkin依赖性线粒体自噬和Erra信号通路诱导黄颡鱼肝脏脂质代谢紊乱及脂毒性的机制研究

为解决高脂饮食(HFD)诱导非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的机制问题，华中农业大学团队以黄颡鱼为模型，揭示了HFD通过抑制Parkin依赖性线粒体自噬(mitophagy)和激活雌激素相关受体α(Erra)信号通路，导致肝脏脂质积累和线粒体功能障碍。该研究首次证实Parkin通过K63位点泛素化调控Erra降解，为NAFLD治疗提供了新靶点。

　　

在现代水产养殖业中，高脂饲料的广泛应用虽然能促进鱼类生长，却常常导致肝脏脂质过度沉积，引发类似人类非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的病理变化。这种疾病从单纯性脂肪肝可发展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、肝纤维化甚至肝癌。尽管线粒体功能障碍被认为是NAFLD的核心环节，但高脂饮食如何通过调控线粒体质量控制机制影响肝脏代谢仍不清楚。更引人关注的是，雌激素相关受体α(Erra)作为调控脂代谢的关键转录因子，其与线粒体自噬(mitophagy)的交互作用在鱼类中尚未阐明。

华中农业大学的研究团队以具有特殊基因组复制特征的黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)为模型，开展了一项创新性研究。通过8周喂养实验(6.31%、12.03%和15.32%脂肪梯度饲料)结合体外脂肪酸(FA)孵育肝细胞实验，发现高脂饮食会抑制Parkin依赖性线粒体自噬，同时通过K63位点泛素化减少Erra降解，最终激活fas/acca/pparγ通路导致脂质沉积。这项发表于《Journal of Animal Science and Biotechnology》的研究，为理解脊椎动物NAFLD发病机制提供了新视角。

研究主要采用组织学染色(HE、油红O)、透射电镜观察线粒体形态、线粒体DNA拷贝数检测、ATP含量测定等技术评估线粒体功能；通过qPCR、Western blot分析基因和蛋白表达；利用免疫共沉淀(IP)验证Parkin与Erra互作；采用双荧光素酶报告基因和电泳迁移率实验(EMSA)确认Erra对下游基因的转录调控；并通过siRNA敲降和NMN(烟酰胺单核苷酸)处理进行功能验证。

高脂饮食上调肝脏脂生成并诱导脂质积累
组织学分析显示，15.32%高脂组肝脏出现显著脂滴沉积，油红O染色面积和甘油三酯(TG)含量较6.31%低脂组增加2.1倍。qPCR证实高脂组脂肪合成基因fas(脂肪酸合酶)、acca(乙酰辅酶A羧化酶)、pparγ(过氧化物酶体增殖物激活受体γ)表达显著上调。

高脂饮食促进线粒体碎片化并抑制线粒体自噬
透射电镜观察到高脂组线粒体肿胀、嵴结构破坏，伴随ATP含量下降47%。分子检测发现高脂组线粒体分裂蛋白Drp1表达增加，而融合蛋白Opa1/Mfn2减少。特别值得注意的是，高脂组特异性抑制了Parkin依赖性线粒体自噬通路(Parkin、LC3II蛋白降低，P62、Tom20积累)，但对Fundc1/Bnip3等非依赖Parkin的线粒体自噬无影响。

脂肪酸孵育重现体内表型并证实Parkin-Erra轴作用
体外0.4 mmol/L脂肪酸(棕榈酸:油酸=1:1)处理肝细胞后，线粒体自噬体数量减少60%，Erra蛋白水平升高2.3倍。免疫共沉淀显示脂肪酸处理减弱了Parkin与Erra的结合，并降低Erra泛素化水平。通过构建Parkin突变体(K63N/T240N)证实，K63是Parkin调控Erra泛素化降解的关键位点。

Parkin依赖性机制解析
Parkin siRNA敲降加剧了脂肪酸诱导的TG积累(增加58%)和线粒体自噬抑制(LC3II降低72%)。相反，线粒体自噬激活剂NMN(0.8 mmol/L)可逆转脂肪酸的这些效应。这表明Parkin功能缺失是高脂致病的核心环节。

Erra转录调控网络
Erra siRNA敲降使fas/acca/pparγ表达回落至基线水平。启动子分析发现Erra直接结合fas启动子的-1667~-1655 bp(ERRE1位点)，以及acca(-1290~-1278 bp)和pparγ(-250~-240 bp)的特定区域。EMSA实验证实这些位点与核蛋白具有特异性结合能力。

该研究首次在鱼类中构建了"高脂饮食→Parkin抑制→线粒体自噬障碍→Erra蛋白稳定→fas/acca/pparγ激活→脂质沉积"的完整通路。其中Parkin通过K63位点泛素化调控Erra降解的发现，为理解蛋白质翻译后修饰在代谢疾病中的作用提供了新证据。从转化医学角度看，靶向激活Parkin或抑制Erra可能成为NAFLD治疗的新策略。此外，研究采用的黄颡鱼模型因其特殊的基因组复制背景，为揭示脊椎动物脂代谢调控的进化机制提供了独特视角。这些发现不仅对水产动物健康养殖具有指导价值，也为人类代谢性疾病研究提供了重要参考。