代谢功能障碍相关脂肪肝病中肝脏泛素化与NEDDylation修饰重编程的机制研究

本研究针对代谢功能障碍相关脂肪肝病(MASLD)中蛋白质翻译后修饰(PTM)的调控机制，通过构建生物素化泛素(bioUb)和NEDD8(bioNEDD8)转基因小鼠模型，结合定量质谱技术系统解析了肝脏泛素组和NEDDylome的动态变化。研究发现MASLD中超过600个泛素化蛋白和28个NEDDylation靶点发生显著改变，主要富集于内质网应激、线粒体功能障碍和过氧化物酶体代谢等通路，揭示了UPS系统功能受损与PTM交叉调控在MASLD发病中的关键作用，为靶向干预提供了新思路。

　　

代谢功能障碍相关脂肪肝病(MASLD)作为全球最常见的慢性肝病，其发病机制与蛋白质稳态失衡密切相关。近年来，泛素化(Ubiquitination)和类泛素化(NEDDylation)等翻译后修饰(PTM)被发现在代谢调控中扮演关键角色，但MASLD中这些修饰的全景图谱及其功能影响仍属未知。西班牙巴斯克研究与技术联盟(CIC bioGUNE)的Teresa C. Delgado和María Luz Martinez-Chantar团队在《npj Gut and Liver》发表的研究，首次通过多组学方法揭示了肝脏泛素组和NEDDylome在MASLD中的动态重编程规律。

研究人员采用胆碱缺乏氨基酸定义饮食(CDAA)诱导小鼠MASLD模型，创新性结合生物素化泛素(bioUb)和NEDD8(bioNEDD8)转基因技术，通过链霉亲和素pull-down富集修饰蛋白后，利用高精度液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)进行定量分析。实验纳入4周CDAA喂养与标准饮食对照组的肝组织样本，通过Western blot验证关键靶点，并采用STRING数据库进行通路富集分析。

Ubiquitin and NEDD8 post-translational modifications in MASLD

研究发现MASLD小鼠肝脏26S蛋白酶体活性降低30%，伴随蛋白酶体亚基表达上调，特别是20S亚基。免疫组化显示泛素化蛋白和NEDD8修饰水平显著增加，提示PTM系统整体失调。值得注意的是，E3泛素连接酶DTL表达异常升高，可能通过Cul4A-RING E3泛素连接酶复合体影响基因组稳定性。

Profiling of the liver ubiquitome

通过bioUb小鼠模型鉴定到1400余个泛素化蛋白，其中600多个在MASLD中差异表达。PCA分析显示两组样本明显分离(PC1=51.3%)。关键上调靶点包括脂滴相关蛋白Plin2(Perilipin 2)和内质网脂肪酸延长酶Tecr/Gpsn2，而过氧化物酶体相关蛋白如Wwox显著下调。有趣的是，Plin2虽泛素化增强但蛋白总量增加，提示其脂滴定位可能逃避蛋白酶体降解。

Profiling of the liver NEDDylome

bioNEDD8小鼠模型鉴定到107个NEDDylated蛋白，28个差异表达。内质网伴侣蛋白GRP78/BiP和固醇载体蛋白SCP2的NEDDylation水平显著升高，而醛缩酶B(ALDOB)和调控钙蛋白(RGN)则呈现修饰增加但总量降低的矛盾现象。STRING分析显示这些靶点主要富集于线粒体代谢通路，揭示NEDDylation在细胞器功能调控中的独特作用。

Clustering and functional analysis

通路分析表明：上调泛素化蛋白主要参与内质网脂质代谢和膜运输，下调蛋白则集中于过氧化物酶体功能；NEDDylated蛋白则显著富集于羧酸代谢过程。这种区室化分布特征提示Ub和NEDD8可能通过空间特异性调控网络影响MASLD进展。

该研究首次系统描绘了MASLD肝脏PTM全景图谱，揭示泛素化主要重塑内质网和过氧化物酶体代谢网络，而NEDDylation则主导线粒体功能调控。特别重要的是，发现NEDDylation可通过拮抗泛素化稳定SCP2等关键代谢酶，这种PTM"交叉对话"为理解MASLD代谢紊乱提供了新视角。尽管CDAA模型存在局限性，但研究建立的转基因动物联合质谱技术体系，为探索PTM在代谢疾病中的动态调控开辟了新途径。未来通过空间蛋白质组学精确定位修饰位点，将有助于开发靶向UPS-NEDDylation轴的新型肝病治疗策略。