UCP2通过上调ACSL3促进腺泡细胞脂滴释放并调控Sirt1/Smad3通路驱动巨噬细胞-肌成纤维细胞转分化在慢性胰腺炎中的作用机制

【字体: 时间:2025年08月30日 来源:Advanced Science 14.1

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  这篇研究揭示了线粒体解偶联蛋白2(UCP2)在慢性胰腺炎(CP)纤维化中的关键作用:通过上调长链酰基辅酶A合成酶3(ACSL3)促进腺泡细胞脂滴(LD)释放,同时激活Sirt1/Smad3通路驱动巨噬细胞-肌成纤维细胞转分化(MMT)。该研究首次证实MMT是CP的新特征,为靶向UCP2-ACSL3-LD/Sirt1-Smad3轴治疗CP提供了理论依据。

  

引言

慢性胰腺炎(CP)是一种以胰腺纤维化和功能衰退为特征的进展性炎症疾病。近期研究发现,巨噬细胞-肌成纤维细胞转分化(MMT)可能是CP的新特征,而线粒体解偶联蛋白2(UCP2)在此过程中的作用尚未明确。本研究通过小鼠模型、人类胰腺样本和细胞实验,揭示了UCP2通过双重机制驱动CP进展:一方面上调ACSL3促进腺泡细胞脂滴(LD)释放,另一方面激活Sirt1/Smad3通路直接诱导MMT。

UCP2在CP中显著上调且定位于腺泡细胞

通过建立急性胰腺炎(AP)、重症急性胰腺炎(SAP)和CP小鼠模型,研究发现UCP2在CP中显著上调,且主要定位于腺泡细胞而非导管细胞。人类CP样本同样显示UCP2表达升高。转录组分析进一步表明,UCP家族基因可能是AP/SAP向CP转变的关键调控因子。

UCP2敲除抑制CP进展

UCP2敲除(KO)小鼠的胰腺发育在早期(1-2周龄)表现出短暂差异,但成年后与野生型(WT)无显著区别。在CP模型中,UCP2敲除显著减轻了腺泡萎缩、炎症浸润和纤维化,同时改善了胰腺外分泌(粪便弹性蛋白酶-1水平)和内分泌功能(口服葡萄糖耐量试验)。

MMT是CP的新特征

通过α-SMA与巨噬细胞标志物F4/80/CD68共定位,研究首次在CP小鼠和人类样本中发现MMT细胞,约占肌成纤维体总数的30%。体外实验证实,转化生长因子-β(TGF-β)可诱导骨髓来源巨噬细胞(BMDM)表达α-SMA和Col1a1,形成MMT表型。值得注意的是,巨噬细胞耗竭完全阻断了UCP2敲除的抗纤维化作用,证实MMT在CP中的核心地位。

UCP2通过ACSL3调控腺泡细胞LD释放

代谢组学显示UCP2敲除主要影响脂质代谢,尤其是甘油三酯(TG)和磷脂酰乙醇胺(PE)。体外实验中,牛磺胆酸(TAC)刺激的腺泡细胞LD释放增加,而UCP2敲除显著抑制此现象。从WT-CP小鼠腺泡细胞提取的LD与TGF-β协同促进BMDM的MMT,而UCP2敲除来源的LD则显著抑制该过程。机制上,UCP2通过上调ACSL3(LD形成关键酶)驱动LD释放,ACSL3过表达可逆转UCP2敲除对MMT的抑制作用。

Sirt1/Smad3通路介导UCP2对MMT的直接调控

转录组分析发现,MMT细胞中Sirt1显著上调。实验证实,LD与TGF-β协同增强Smad3磷酸化和核转位,而UCP2敲除或Sirt1敲除均能阻断此效应。巨噬细胞特异性Sirt1敲除(cKO)小鼠表现出MMT减少和纤维化缓解,但全身性Sirt1敲除无此效果,提示Sirt1在巨噬细胞中的特异性作用。

讨论与意义

该研究建立了UCP2-ACSL3-LD/Sirt1-Smad3轴的双重调控模型:腺泡细胞中UCP2通过ACSL3促进LD释放,改变局部脂代谢微环境间接驱动MMT;同时巨噬细胞内UCP2通过Sirt1去乙酰化激活Smad3,直接促进MMT。这一发现为CP治疗提供了新靶点——针对UCP2调控的MMT过程可能成为逆转胰腺纤维化的突破性策略。

(注:全文严格基于原文实验数据,未添加非文献支持的结论)

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