FMO3/TMAO/HSP90β轴通过破坏线粒体蛋白质稳态加剧代谢相关脂肪肝病（MAFLD）的机制研究

本研究揭示了肠道菌群代谢产物TMAO通过FMO3/HSP90β轴破坏线粒体蛋白质稳态，进而加剧代谢相关脂肪肝病（MAFLD）的新机制。研究人员通过体内外实验证实，TMAO上调HSP90β表达导致线粒体功能障碍（MPTP开放、MMP降低、ROS生成），而抑制FMO3可逆转这一过程。该发现为MAFLD的靶向治疗提供了理论依据。

　　

代谢相关脂肪肝病（MAFLD）是全球范围内最常见的慢性肝病，影响着约25%的成年人。随着肥胖和代谢综合征的流行，MAFLD的发病率持续攀升，但其发病机制尚未完全阐明。近年来，肠道菌群及其代谢产物在MAFLD中的作用备受关注。其中，三甲胺N-氧化物（TMAO）作为一种由肠道菌群和肝脏共同产生的代谢物，已被发现与多种代谢性疾病相关，但其在MAFLD中的具体作用机制仍不明确。与此同时，热休克蛋白90β（HSP90β）作为重要的分子伴侣，在肝脏脂质代谢中扮演着复杂角色，但其调控机制以及与TMAO的潜在关联尚未被探索。

为了解决这些问题，武汉大学人民医院的研究团队开展了一项系统研究，揭示了FMO3/TMAO/HSP90β轴通过破坏线粒体蛋白质稳态加剧MAFLD的新机制，相关成果发表在《Cellular Signalling》上。

关键技术方法
研究采用高脂饮食（HFD）喂养的C57BL/6J小鼠模型和HepG2肝细胞模型，通过RNA-seq分析差异表达基因（DEGs），结合分子对接技术预测TMAO与HSP90β的相互作用。利用透射电镜（TEM）观察线粒体形态，检测线粒体膜电位（MMP）、活性氧（ROS）和线粒体通透性转换孔（MPTP）评估线粒体功能。通过蛋白质组学分析线粒体蛋白质稳态变化，并采用FMO3短发夹RNA（shRNA）干预验证靶点作用。

研究结果

TMAO促进HepG2细胞脂质积累
RNA-seq分析显示，TMAO处理24小时和7天后分别导致410和788个差异表达基因（DEGs），其中脂代谢相关通路显著富集。油红O染色证实TMAO剂量依赖性增加肝细胞脂质沉积。

FMO3/TMAO/HSP90β轴在MAFLD中的作用
HFD小鼠肝脏中TMA向TMAO的转化增加，外源性TMAO加剧肝脂肪变性和功能障碍，而FMO3 shRNA干预可缓解这些表型。分子对接和实验验证表明TMAO直接上调HSP90β表达，破坏蛋白质稳态。

线粒体功能障碍机制
蛋白质组学分析揭示TMAO/HSP90β轴扰乱线粒体蛋白质稳态。TEM显示TMAO组线粒体肿胀、嵴减少，伴随MPTP开放、MMP降低和ROS升高。FMO3 shRNA通过抑制该轴改善线粒体功能。

讨论与结论
本研究首次阐明TMAO通过FMO3/HSP90β轴破坏线粒体蛋白质稳态，进而诱发线粒体功能障碍和脂代谢紊乱的级联反应。这一发现不仅解释了MAFLD中TMAO的病理作用机制，还为开发靶向FMO3或HSP90β的干预策略提供了理论依据。研究局限性包括HSP90β调控线粒体蛋白质稳态的具体分子机制尚未完全解析，以及临床样本验证有待加强。未来研究可进一步探索该轴心在MAFLD向肝纤维化/肝癌进展中的作用，为代谢性肝病的精准治疗开辟新途径。