综述:Notch信号通路在代谢性疾病中的作用:关键调控因子与潜在治疗靶点

【字体: 时间:2025年08月16日 来源:Biochemical and Biophysical Research Communications 2.2

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  这篇综述系统阐述了Notch信号通路在肥胖、非酒精性脂肪肝(NAFLD/NASH)、糖尿病和动脉粥样硬化等代谢性疾病中的核心调控作用。作者通过整合啮齿类动物和细胞实验数据,揭示了Notch通过抑制白色脂肪组织(WAT)褐变、促进肝脏脂质合成、干扰β细胞功能等机制加剧代谢紊乱,并探讨了γ-分泌酶抑制剂(GSIs)、单克隆抗体等靶向干预策略的转化潜力。

  

Notch信号通路:代谢疾病的幕后黑手与破局关键

2. Notch信号通路概述

作为进化保守的细胞间通讯通路,Notch由4种受体(Notch1-4)和5种配体(DLL1/3/4、JAG1/2)组成。其激活需经历三次切割:S1切割由弗林蛋白酶介导,S2切割依赖ADAM家族蛋白酶,S3切割则由γ-分泌酶复合体完成,最终释放的NICD入核后与RBPJ结合启动靶基因转录。非经典通路则通过Wnt/β-catenin、PI3K/Akt等途径发挥作用。泛素化修饰(如ITCH、FBXW7介导的降解)和Numb蛋白构成精密调控网络。

3. Notch与肥胖:脂肪组织的双面调控

在白色脂肪中,Notch过激活通过HES1抑制PPARγ共激活因子1α(PPARGC1A)和PRDM16,阻碍线粒体生物发生和UCP1+米色脂肪形成。敲除脂肪细胞Notch1的小鼠表现出显著的抗肥胖表型。而在脂肪前体细胞中,Notch3通过Wnt/β-catenin抑制分化,Notch4则通过ERK促进增殖,这种细胞类型特异性提示靶向治疗需精准定位。猪模型中发现Notch抑制可诱导UCP1非依赖的产热途径,为人类治疗提供新思路。

4. Notch与NAFLD/NASH:肝脏代谢的破坏者

肝细胞Notch1通过mTORC1稳定化促进脂肪酸合成酶(FASN)表达,同时抑制CPT1A介导的脂肪酸氧化。临床样本显示HES1表达与肝脂肪变性程度正相关。在免疫调控方面,髓系细胞RBPJ缺失通过抑制NLRP3炎症小体和IL-1β分泌改善脂肪肝炎。更值得注意的是,肝细胞通过分泌骨桥蛋白(OPN)和CCL2激活星状细胞,JAG1-Notch轴直接驱动纤维化进程。纳米颗粒包裹的DBZ已在小鼠中实现肝靶向递送,为临床转化扫除胃肠毒性障碍。

5. Notch与糖尿病:β细胞功能的枷锁

肥胖小鼠胰岛中JAG1表达升高,NICD过表达导致MAFA降解和β细胞去分化。单细胞测序揭示DLL4(而非DLL1)是调控葡萄糖稳态的关键配体。有趣的是,肠道L细胞中Notch抑制可增加GLP-1分泌,而胰腺Krt5+前体细胞经GSI处理能分化为功能性β细胞,为细胞替代治疗开辟新途径。

6. Notch与动脉粥样硬化:血管的复杂对话

内皮Notch1在主动脉高剪切力区发挥抗动脉粥样硬化作用,而JAG1在低剪切力区促进病变。平滑肌细胞中Notch3动态调控纤维帽形成——初期促进VSMC分化,后期需信号衰减以完成修复。这种时空特异性解释为何泛Notch抑制剂LY411575虽有效但难以临床应用。

7. 展望:从机制到治疗的挑战

尽管GSIs在动物模型中显示出改善代谢的多重效益,但靶向性差和胃肠毒性仍是临床转化瓶颈。未来研究应聚焦:①开发肝/脂肪特异性递送系统;②解析配体-受体组合的细胞特异性;③探索NRR(负调节区)等新靶点。Notch通路的复杂调控网络既是挑战,更为代谢疾病的精准治疗提供丰富靶标。

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