酒精性脂肪性肝炎新机制：VGLUT3介导的谷氨酸释放通过mGluR5/NOX2通路激活Kupffer细胞引发肝脏炎症

本研究揭示了酒精性脂肪性肝炎(ASH)发病的新机制：慢性酒精摄入通过芳香烃受体(AHR)上调肝细胞中囊泡谷氨酸转运体3(VGLUT3)表达，促使谷氨酸在肝细胞囊泡中积累；暴饮触发Ca2+依赖性VGLUT3囊泡胞吐，通过"假突触"激活Kupffer细胞(KCs)中代谢型谷氨酸受体5(mGluR5)和NADPH氧化酶2(NOX2)，导致ROS产生和中性粒细胞浸润。该研究为ASH治疗提供了新靶点。

　　

酒精相关肝病已成为全球重大公共卫生问题，其中约20%的酒精性脂肪肝(AFL)患者会进展为酒精性脂肪性肝炎(ASH)，其特征包括肝细胞气球样变、Mallory小体形成和中性粒细胞浸润。尽管已知Kupffer细胞(KCs)在ASH发展中起关键作用，但肝细胞与KCs间的具体通讯机制仍不清楚。谷氨酸作为重要的氨基酸代谢物，在肝病中的作用日益受到关注，但其在ASH中的调控机制和功能尚未阐明。

韩国科学技术院(KAIST)等机构的研究人员通过系列实验揭示了VGLUT3介导的谷氨酸释放通过mGluR5/NOX2通路激活KCs的新机制。研究发现慢性酒精摄入通过AHR/NRF2通路上调肝细胞VGLUT3和EAAT2表达，促使谷氨酸在肝门静脉周围肝细胞囊泡中积累；暴饮则通过改变Ca²⁺水平和SNARE复合物触发谷氨酸释放。酒精诱导的肝细胞气球样变形成"假突触"结构，使释放的谷氨酸能有效激活邻近KCs中的mGluR5，进而通过PKC依赖途径激活NOX2产生ROS，并促进CXCL1表达招募中性粒细胞。该研究发表于《Nature Communications》。

关键技术包括：1)建立急慢性酒精摄入小鼠模型(2w-EtOH+Binge)；2)单细胞RNA测序分析肝区室特异性基因表达；3)组织膨胀显微技术(eMAP)观察VGLUT3囊泡分布；4)活体肝脏成像监测Ca²⁺动态变化；5)条件性基因敲除小鼠(KC^ΔGrm5和KC^ΔCybb)；6)人ALD患者样本分析。

【慢性-plus-binge乙醇饮食刺激ASH中的KC激活】
通过建立急慢性酒精摄入模型，研究发现暴饮后1小时KCs中Cxcl1、Il1b和Grm5表达迅速升高，早于中性粒细胞浸润(3小时)和肝损伤峰值(6小时)，提示KCs激活是ASH早期事件。

【慢性酒精消费后门静脉周围HEPs执行谷氨酸合成、摄取和储存】
RNA-seq和scRNA-seq显示慢性酒精摄入上调门静脉周围肝细胞中谷氨酸合成酶(ALDH4A1、OAT)和转运体(VGLUT3、EAAT2)表达。组织膨胀显微技术首次观察到VGLUT3囊泡在肝细胞基底膜富集，超速离心证实这些囊泡富含谷氨酸。

【NRF2和AHR上调门静脉周围HEPs中VGLUT3和EAAT2表达】
生物信息学分析发现VGLUT3和EAAT2启动子含有AHR结合位点。实验证实酒精代谢产物通过激活AHR/NRF2通路上调这些基因表达，原位肝脏灌注显示AHR激动剂ITE能协同增强酒精诱导的VGLUT3/EAAT2表达。

【暴饮快速改变细胞内钙水平释放谷氨酸并激活KCs中的mGluR5】
活体成像显示暴饮后15分钟内肝细胞Ca²⁺水平迅速下降，伴随SNARE复合物解离相关基因上调。电镜观察到酒精诱导的肝细胞气球样变使肝细胞-KCs距离缩短至1.5μm，形成"假突触"结构，促进谷氨酸激活KCs中mGluR5。

【KCs中mGluR5的遗传或药理学抑制】
KC特异性mGluR5敲除(KC^ΔGrm5)或拮抗剂MPEP处理显著减轻肝损伤，降低KCs中ROS和炎性因子产生。共培养实验证实mGluR5激活是肝细胞-KCs互作的关键介质。

【mGluR5诱导KCs中NOX2激活】
机制研究表明mGluR5通过PKC途径激活NOX2，KC特异性NOX2敲除(KC^ΔCybb)或PKC抑制剂处理可模拟mGluR5缺失的表型。Western blot显示mGluR5还通过ERK1/2通路促进炎症反应。

【谷氨酸和VGLUT3与ASH进展相关】
临床样本分析显示ASH患者血浆谷氨酸水平显著升高，与ALT、AST正相关。肝活检显示AFL患者肝细胞VGLUT3表达增加，而ASH患者表达降低，提示谷氨酸释放。

该研究首次阐明酒精性肝病中肝细胞-KCs"代谢突触"的存在及其分子机制，提出"肝细胞气球样变-假突触形成-谷氨酸释放-KCs激活"的ASH发病新假说。发现VGLUT3/mGluR5/NOX2轴可作为ASH治疗新靶点，血浆谷氨酸和VGLUT3水平有望成为ASH早期诊断标志物。研究不仅拓展了对谷氨酸非神经元功能的认识，也为理解器官内细胞间通讯提供了新视角。