AMPK通过线粒体自噬介导的代谢重编程维持肝星状细胞活化：肝纤维化治疗新靶点

本研究针对肝纤维化核心环节——肝星状细胞(HSC)活化的调控机制，揭示了能量传感器AMPK通过ULK1-Raptor双通路促进线粒体自噬(mitophagy)，维持线粒体功能并驱动代谢重编程的关键作用。研究人员通过构建HSC特异性AMPKα1/α2双敲除小鼠模型，结合多种肝纤维化模型(CCl4/BDL/APAP)和原代细胞实验，首次阐明AMPK在HSC活化前期(而非后期)通过调控线粒体质量控制促进胶原沉积的分子机制，为开发时空特异性靶向疗法提供理论依据。

　　

肝纤维化是慢性肝病发展为肝硬化的关键病理过程，其核心在于肝星状细胞(HSC)从静止态向肌成纤维细胞的转化。虽然已知代谢重编程是HSC活化的标志性特征，但能量传感器AMPK如何调控这一过程仍存在争议。既往研究多在HSC活化后干预AMPK，而本研究独辟蹊径，聚焦于HSC活化前期的AMPK调控机制，揭示了其通过线粒体质量控制维持细胞活化的全新机制。

研究人员运用了以下关键技术：1) 构建HSC特异性AMPKα1/α2双敲除小鼠(α1α2HKO)；2) 建立三种肝纤维化模型(CCl₄慢性/急性、胆管结扎BDL、对乙酰氨基酚APAP)；3) 原代HSC分离培养及条件培养基(CM-CCl₄/CM-PA)处理；4) 线粒体膜电位(TMRE)和透射电镜评估线粒体功能；5) Cox-EGFP-mCherry报告系统监测线粒体自噬；6) 人类MASH患者肝组织样本分析。

AMPK在活化HSC中高度磷酸化

通过免疫印迹和免疫荧光发现，培养激活的HSC中p-AMPK^Thr172和下游p-Raptor^Ser798显著升高。在CCl₄和BDL模型小鼠的肝组织及人类MASH样本中，desmin⁺/p-AMPK⁺双阳性HSC比例增加2.5倍，提示AMPK活化是跨物种保守的HSC激活标志。

AMPK介导多种促纤维化刺激

使用CCl₄或棕榈酸(PA)损伤的肝细胞条件培养基处理HSC时，AMPKα敲降可抑制α-SMA和Col1α1表达。谷氨酰胺同样通过AMPK依赖方式激活HSC，表明AMPK是多种损伤相关分子模式(DAMPs)的共同下游效应器。

AMPKα缺失减轻肝纤维化

在三种动物模型中，α1α2HKO小鼠表现出：1) Sirius红染色胶原沉积减少50%；2) 肝羟脯氨酸含量降低；3) 血清ALT/AST显著改善。原代HSC实验显示，AMPK缺失导致脂滴积累增多、迁移能力减弱，证实其直接调控HSC活化。

AMPK通过线粒体自噬维持代谢重编程

机制研究发现：1) AMPK缺失使HSC的ATP产量降低2倍；2) 电镜显示线粒体嵴结构破坏比例增加；3) ULK1^Ser555和Raptor^Ser798磷酸化水平下降；4) mCherry/EGFP比值提示线粒体自噬流受阻；5) 自噬标志LC3-II减少而P62积累。雷帕霉素(rapamycin)可通过恢复线粒体功能部分挽救AMPK缺失导致的HSC活化缺陷。

该研究突破性地揭示了AMPK在HSC活化前期通过双重通路(AMPK-ULK1和AMPK-Raptor)维持线粒体质量的时空特异性作用。与既往认知不同，AMPK在静止态HSC中即发挥"代谢检查点"功能，确保后续活化所需的能量供应。这一发现为开发针对HSC活化早期阶段的特异性抑制剂提供了理论依据，同时提示临床AMPK调节剂需考虑细胞靶向性——虽然肝细胞AMPK激活有益，但HSC中AMPK抑制可能更有利于抗纤维化治疗。研究还首次建立了线粒体质量控制与HSC活化的直接联系，为理解纤维化疾病的代谢调控开辟了新视角。