GLS1-RNA聚合酶II轴介导高蛋白饮食中谷氨酰胺依赖性肝保护作用对抗酒精性肝病

【字体: 时间:2025年09月13日 来源:Advanced Science 14.1

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  本研究发现高蛋白饮食通过谷氨酰胺(Gln)稳定谷氨酰胺酶1(GLS1),进而与RNA聚合酶II(RNA pol II)亚基POLR2E/POLR2H相互作用,抑制RNA pol II转录活性,从而改善酒精性肝病(AFLD)中的肝脏脂肪变性。该研究揭示了代谢酶直接调控转录机制的新途径,为AFLD治疗提供了新靶点。

  

1 引言

酒精性肝病(AFLD)是全球范围内高发的肝脏疾病,是发病率和死亡率的重要诱因。AFLD通常从酒精性脂肪肝(AFL)进展为酒精性脂肪性肝炎(ASH),其特征是肝脏炎症。慢性ASH可进一步发展为纤维化、肝硬化,严重时导致肝细胞癌(HCC)。戒酒对于预防AFLD的发生和发展至关重要,但患有AFLD严重肝脏并发症或酒精成瘾的患者通常需要药物干预。尽管已经开发了几种旨在实现持续戒酒的药物,但AFLD及相关疾病的缓解率仍然有限。因此,迫切需要开发能够减缓肝病进展并降低死亡率的有效疗法。

脂肪肝被认为是肝细胞中脂肪沉积的肝脏脂肪变性,是大量饮酒的最早反应。如果在脂肪变性阶段不及时干预,可能会进展为更严重的病症,如纤维化和肝硬化。尽管其与代谢功能障碍相关脂肪肝病(MAFLD)引起的肝脏脂肪变性相似,但目前尚无用于治疗AFLD的降脂药物,这表明酒精相关脂肪变性的发病机制与MAFLD不同。酒精通过多种途径诱导肝脏脂肪变性。先前的研究表明,酒精摄入会上调肝脏CD36表达,增加脂肪酸摄取,从而促进甘油三酯(TGs)的积累。同时,酒精阻碍肝细胞中胞质脂蛋白的分泌,导致TGs积累。此外,酒精激活关键转录因子,促进关键下游脂质合成基因的转录和表达,如固醇调节元件结合蛋白(SREBP1c)、碳水化合物反应元件结合蛋白(ChREBP)和过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(PPARγ),从而加剧肝脏脂质积累。酒精还可诱导线粒体损伤,主要影响线粒体稳定性、自噬和氧化应激,导致线粒体脂质氧化和分解下降,引起肝脏脂质积累。酒精还可下调过氧化物酶体增殖物激活受体-α(PPARα)的表达,从而抑制线粒体功能和氧化分解,促进肝细胞脂质积累。然而,在动物模型中,通过基因操作恢复线粒体氧化能力并未显著改善酒精诱导的脂肪肝或AFLD的进展,这表明其他致病因素参与了酒精诱导的肝脏脂肪变性。因此,酒精诱导脂肪肝的潜在机制仍有待阐明。

多项临床研究强调,蛋白质能量营养不良几乎存在于每位AFLD患者中,并与不良预后相关。欧洲临床营养与代谢学会(ESPEN)和中华医学会对AFLD患者的每日能量摄入和每日蛋白质摄入有推荐建议。谷氨酰胺是人体内最丰富的游离氨基酸之一,据报道对乙醇诱导的肝损伤和骨骼肌蛋白质合成具有有益作用。总体而言,蛋白质对AFLD患者有益已被广泛接受。然而,关于蛋白质能量营养不良(尤其是必需氨基酸)、谷氨酰胺和乙醇诱导的肝脏脂肪变性之间的关联仍有许多未解之谜。

RNA聚合酶II(RNA pol II)是一个12亚基酶复合物,负责真核基因组中所有蛋白质编码基因和许多非编码RNA的转录。RNA pol II复合物的精确时空调控转录是众多元素之间复杂协调的净结果,例如一组通用转录因子和TATA结合蛋白(TBPs)。先前的研究表明,RNA pol II复合物在脂质代谢调控中发挥重要作用。据报道,RNA pol II参与SREBP依赖性转录和脂质合成相关酶的剪接。此外,RNA pol II对线粒体生物合成相关基因的有效剪接至关重要,这有助于肝脏脂肪生成。尽管在脂质代谢调控中具有这些作用,但RNA pol II复合物对酒精诱导脂肪肝病理的调控作用尚不清楚。

本文阐述了一种RNA pol II复合物在AFLD发展过程中肝脏脂肪变性中的调控模型。我们观察到在AFLD期间肝脏中RNA pol II复合物活性增加,而通过α-amanitin阻断RNA pol II活性可预防AFLD中的肝脏脂肪变性,表明RNA pol II在AFLD中的调控作用。高蛋白饮食被证明是改善AFLD中肝脏脂肪变性的有效策略,影响RNA pol II活性。此外,谷氨酰胺而非谷氨酸被确定为高蛋白饮食中不可或缺的氨基酸,用于调控AFLD中的肝脏脂肪变性。此外,我们发现谷氨酰胺对肝脏脂肪变性的作用依赖于谷氨酰胺酶1(GLS1)。机制上,谷氨酰胺可稳定GLS1,从而促进其与RNA聚合酶亚基H(POLR2H)和RNA聚合酶亚基E(POLR2E)的相互作用,降低RNA pol II的活性,影响AFLD中的肝脏脂肪变性。这些结果共同突出了GLS1对RNA pol II活性的调控作用在肝脏脂质代谢中的重要性,并为未来AFLD治疗方法的开发提供了基础见解。

2 结果

2.1 RNA pol II转录通路参与AFLD过程

为探索高蛋白饮食条件下酒精影响肝脏脂肪变性的机制,我们通过给小鼠喂食5%乙醇4周,同时喂食正常或高蛋白饮食,建立了AFLD小鼠模型。结果显示,喂食高蛋白饮食的小鼠酒精诱导的肝脏脂肪变性可减少,且不影响体重或食物摄入。随后对酒精喂养和对照组小鼠以及高蛋白饮食与正常饮食小鼠的肝脏样本进行了转录组分析。基因本体(GO)分析显示,酒精喂养组与对照组以及高蛋白饮食组与正常饮食组中富集的差异表达基因(DEGs)涉及多种代谢通路,包括脂质代谢和氨基酸代谢。这些发现表明,脂质和氨基酸代谢均受到酒精的影响,并部分被高蛋白补充逆转。令人惊讶的是,我们发现RNA pol II转录通路被酒精诱导并被高蛋白补充抑制。

我们随后基于先前发表的AFLD患者和AFLD小鼠模型的研究重新分析了脂质代谢通路和RNA pol II转录通路,GO分析显示这两种通路在AFLD患者和AFLD小鼠模型中均被诱导。先前的研究报道,RNA pol II在SREBP依赖性转录、脂质合成相关酶的剪接和线粒体生物合成相关基因的剪接中发挥关键作用,从而影响肝脏脂质代谢。因此,我们假设RNA pol II可能参与AFLD中肝脏脂质沉积的过程。

我们随后建立了表达pGL3-SV40启动子的AML12细胞系,该启动子与RNA pol II活性密切相关。我们的结果显示,酒精增加了RNA pol II活性。此外,我们发现酒精增加了肝细胞内的TG含量。为进一步阐明RNA pol II在肝脏脂肪变性中的作用,我们检测了RNA pol II抑制对肝细胞的影响。RNA pol II抑制剂(α-amanitin;AMA)处理显著降低了RNA pol II活性。细胞内TG含量因AMA处理而降低。此外,脂质生成基因和蛋白质的表达在AMA处理的细胞中降低。为评估RNA pol II在体内的生理功能,我们创建了一个小鼠模型,通过在酒精消费的最后2周每隔一天腹腔注射AMA。食物摄入保持恒定,体重曲线保持相似。在AMA处理的小鼠中观察到血清TG浓度降低。在肝脏中,与酒精喂养组相比,AMA处理组显示肝脏脂质沉积减少,通过苏木精-伊红(H&E)染色和肝脏TG含量降低证明。此外,脂质生成基因和蛋白质的表达因AMA而降低。总之,这些数据表明抑制RNA pol II活性可减轻酒精诱导的脂肪肝。

2.2 谷氨酰胺通过抑制RNA pol II活性保护 against 酒精诱导的肝脏脂肪变性

为确定哪些氨基酸通过调节RNA pol II活性减轻酒精诱导的肝脏脂肪变性,我们建立了一个涉及荧光素酶报告基因检测和BODIPY检测的筛选系统。AML12细胞与不同氨基酸单独培养,显示13种氨基酸可降低酒精诱导的RNA pol II活性。然后,分离原代肝细胞并用13种氨基酸单独处理,显示只有谷氨酰胺可降低酒精诱导的脂质积累。与健康对照组小鼠相比,AFLD小鼠的谷氨酰胺浓度较低,且原代肝细胞中的谷氨酰胺含量因乙醇处理而呈剂量依赖性降低。

为确认谷氨酰胺而非其代谢物谷氨酸可预防酒精诱导的脂质积累,我们在缺乏谷氨酰胺的培养基中培养原代肝细胞,然后用谷氨酰胺或谷氨酸处理。谷氨酸未能减轻酒精诱导的脂质积累,表明只有谷氨酰胺具有此作用。为评估谷氨酰胺在酒精诱导脂肪肝中的作用,创建了一个小鼠模型,通过给予谷氨酰胺与酒精一起喂养4周。食物摄入保持恒定,体重曲线保持相似。在谷氨酰胺处理的小鼠中观察到血清TG浓度降低。与酒精喂养组相比,谷氨酰胺喂养组显示脂肪肝减少,通过肝脏TG含量降低和肝脏组织的H&E染色证明。此外,脂质生成基因和蛋白质的表达因谷氨酰胺而降低。此外,我们通过肝脏RNA测序检测了RNA pol II的转录效应,发现RNA pol II转录通路基因表达因谷氨酰胺处理而降低。

为研究高蛋白饮食中的谷氨酰胺是否在减轻酒精诱导的肝脏脂肪变性中发挥关键作用,我们建立了AFLD小鼠模型,通过喂食正常饮食、高蛋白饮食或缺乏谷氨酰胺的高蛋白饮食,同时给予5%乙醇2.5周。食物摄入保持恒定,体重曲线保持相似。与高蛋白饮食喂养的小鼠相比,缺乏谷氨酰胺的高蛋白饮食喂养的小鼠血清TG降低被消除。在肝脏中,高蛋白饮食对肝脏TG水平的保护作用在缺乏谷氨酰胺的高蛋白饮食喂养的小鼠中被消除。类似地,高蛋白饮食对脂质生成基因和蛋白质的抑制效应也在缺乏谷氨酰胺的高蛋白饮食喂养的小鼠中被消除。为研究谷氨酰胺是否通过RNA pol II预防酒精诱导的肝脏脂肪变性,我们检测了谷氨酰胺对RNA pol II活性抑制的影响。肝细胞中谷氨酰胺剥夺显著增加了RNA pol II活性和TG产生,而这些效应完全被RNA pol II抑制剂α-amanitin阻断。因此,这些结果表明谷氨酰胺对酒精诱导肝脏脂肪变性的作用依赖于RNA pol II。

2.3 谷氨酰胺稳定GLS1并减少酒精诱导的肝脏脂肪变性

谷氨酰胺对酒精诱导肝脏脂肪变性的作用独立于其代谢物谷氨酸,这促使我们探索潜在机制。我们研究了涉及谷氨酰胺代谢相关通路的蛋白质,包括GLS1、GLS2、谷氨酸脱氢酶1(GLUD1)、谷氨酰胺合成酶(GLUL)和溶质载体家族1成员5(SLC1A5)。在这些基因中,只有GLS1的表达发生改变。GLS1的表达在酒精处理的肝细胞和小鼠中显著降低,而酒精对GLS1的抑制效应依赖于谷氨酰胺补充。

为评估GLS1的作用,我们测定了肝细胞中的RNA pol II活性和脂质积累。在AML12细胞系中,我们发现通过siRNA敲低GLS1加剧了酒精诱导的RNA pol II活性。此外,肝细胞内的TG含量在GLS1敲低条件下显著增加。相反,过表达GLS1亚型KGA和GAC导致AML12细胞中RNA pol II活性和肝细胞中细胞内TG含量显著降低。类似地,脂质生成基因和蛋白质的表达在GLS1敲低肝细胞中被诱导,但在GLS1过表达肝细胞中降低。接下来,我们检测了GLS1对酒精诱导RNA pol II活性和TG含量的影响是否受谷氨酰胺影响。在AML12细胞中,在谷氨酰胺剥夺条件下,过表达GLS1也导致RNA pol II活性显著降低。对细胞内TG含量和脂质生成蛋白质的影响在谷氨酰胺剥夺条件下过表达GLS1的肝细胞中相似。类似地,无活性的GLS1亚型也影响RNA pol II活性、TG含量、脂质生成基因和蛋白质表达。

为进一步研究GLS1在体内的作用,我们创建了肝脏特异性过表达/敲低GLS1的小鼠模型,并喂食正常饮食伴或不伴酒精。食物摄入保持恒定,体重曲线在各组间保持相似。

与对照组小鼠相比,肝脏GLS1缺陷小鼠表现出加重的脂肪肝,通过肝脏组织的H&E染色和增加的肝脏TG含量证明。此外,脂质生成基因和蛋白质的表达在GLS1缺陷条件下增加。此外,我们通过肝脏RNA测序检测了RNA pol II的转录效应,发现RNA pol II转录通路基因表达增加。

相反,肝脏中过表达GLS1导致肝脏脂肪变性显著减少,通过降低的肝脏TG含量、改善的肝脏组织学(通过H&E染色观察)和降低的脂质生成基因和蛋白质水平证明。一致地,转录分析显示过表达GLS1的肝脏中RNA pol II转录通路基因表达减少。总之,我们的数据表明GLS1参与酒精诱导脂肪肝的过程。

为阐明GLS1调控RNA pol II活性的精确转录步骤,我们在AML12细胞中进行了全基因组RNA pol II ChIP-seq assay,并比较了乙醇处理的对照组表达空载体(EtOH-vector)与其过表达GLS1的对应组(EtOH-GLS1)。ChIP-seq分析显示,GLS1过表达改变了RNA pol II分布。在EtOH-vector细胞中,37.62%的RNA pol II结合位点映射到基因间(intergenic),而9.54%为启动子区域,52.84%为基因内;其中2.26%位于3'UTR,1.11%位于5'UTR。在EtOH-GLS1细胞中,39.36%的RNA pol II结合位点映射到基因间,而8.48%为启动子区域,52.16%为基因内;其中2.29%位于3'UTR,1.07%位于5'UTR。比较这些数据发现,在转录起始时,启动子区域RNA pol II结合的减少(-11.1%)表明转录起始效率受损。暂停指数(pausing index)的降低(-9.5%)是起始受损的次要效应。内含子区域的减少(-1.4%)表明转录通量整体减少,CDS区域显示一致减少。下游区域的增加(+2.6%)表明在转录终止位点未能正确脱离。此外,EtOH-vector样本和EtOH-GLS1样本的ChIP-seq分析进一步验证了GLS1过表达降低RNA pol II结合。

2.4 GLS1通过与POLR2H或POLR2E相互作用降低RNA pol II活性

接下来,我们确定了GLS1如何调控RNA pol II。我们进行了KGA-Flag细胞的Flag亲和免疫沉淀(IP),以识别GLS1的结合伴侣。在RNA聚合酶组件中,POLR2E和POLR2H在KGA-Flag IP洗脱液中被识别,确认它们是GLS1结合伴侣。使用肝细胞/LO2/AML12提取物的共IP分析进一步验证显示,内源性GLS1确实与内源性POLR2E或POLR2H相互作用。此外,在HEK293T细胞中,重组GAC-myc或KGA-Flag与POLR2H-HA或POLR2E-HA的共过表达通过FLAG或HA亲和IP分析确认了相互相互作用。在肝细胞中,无论是否过表达GLS1,酒精均不影响POLR2E或POLR2H的蛋白质表达。接下来,我们研究了GLS1与POLR2E或POLR2H的相互作用是否受酒精影响。与对照组相比,内源性GLS1与内源性POLR2E或POLR2H的相互作用在酒精处理的肝细胞中减少。类似地,我们发现重组KGA-Flag或GAC-myc与内源性POLR2E或POLR2H的相互作用在酒精处理的HEK293T细胞中减少。

我们随后检查了涉及GLS1与POLR2E或POLR2H相互作用的域。我们在GROMACS平台上进行了全原子MD模拟。预测GLS1主要通过R454-E31、R454-D38和H461-E18与POLR2H相互作用,主要通过D467-R1952、G470-T205、D531-N168和R166与POLR2E相互作用。为验证这些发现,我们设计了一系列截短的GLS1-Flag变体,并在HEK293T细胞中与HA标记的POLR2E或POLR2H共过表达。基于HA的IP分析显示,除?KGA-3变体(氨基酸373–533被截短)外,所有变体均在从细胞洗脱的样本中检测到,表明GLS1通过域3结合POLR2E或POLR2H,该域包含几乎所有预测的GLS1结合位点。此外,RNA pol II活性在过表达KGA WT后降低,相反,在过表达?KGA-3的AML12细胞中增加。类似地,我们设计了POLR2E–HA和POLR2H–HA的截短变体,并在HEK293T细胞中与Flag标记的GLS1共过表达。基于Flag的IP分析显示,除?POLR2E-3变体(氨基酸141–210被截短)或?POLR2H-1变体(氨基酸1–50被截短)外,所有变体均在从细胞洗脱的样本中检测到,表明POLR2E通过域3结合GLS1,POLR2H通过域1结合GLS1,这些域包含预测的结合位点。此外,GLS1降低了RNA pol II活性,这在表达POLR2E或POLR2H WT的细胞中受阻,与其变体表达对应组相比。因此,这些数据证明GLS1与POLR2H或POLR2E相互作用,且这种相互作用参与RNA pol II复合物的调控。

为研究GLS1、POLR2E和POLR2H的亚细胞定位,我们对原代肝细胞进行了核和胞质提取,发现GLS1、POLR2E和POLR2H均存在于胞质和核中。此外,为研究GLS1与POLR2E或POLR2H相互作用的位置,在HEK293T细胞中进行核和胞质提取后,进行了KGA-Flag与内源性POLR2H或POLR2E相互作用的共IP分析。我们发现,在核中,GLS1与POLR2E或POLR2H之间存在物理相互作用。虽然GLS1具有线粒体靶向所需的结构特征,但它缺乏常规的核定位信号。然而,GLS1具有其他序列 motif 和保守模块,可能对其核输入至关重要。例如,人GLS1的外显子1包含一个LXXLL签名 motif,这可能解释了最近证明的谷氨酰胺酶的核定位。因此,我们构建了一个KGA?L质粒,其中LXXLL签名 motif被删除。我们发现KGA?L在核中的存在少于KGA WT,并且KGA?L与POLR2E或POLR2H的相互作用较少。类似地,KGA?L不影响RNA pol II活性、TG含量、脂质生成基因和蛋白质水平。因此,核GLS1对酒精诱导脂肪肝很重要。

2.5 GLS1与RNA聚合酶II的相互作用解释了酒精诱导的脂肪肝

为阐明GLS1结合域在酒精诱导脂肪肝中的病理功能,用GLS1(KGA)WT或?KGA-3转染肝细胞。我们观察到细胞内脂质积累在过表达GLS1(KGA)WT的细胞中减少,但在过表达?KGA-3变体的细胞中未减少。一致地,脂质生成基因和蛋白质的表达在过表达GLS1(KGA)WT的细胞中被抑制,但?KGA-3变体的表达未受抑制。我们还进行了实验评估POLR2E和POLR2H的影响。我们过表达了GLS1与POLR2E WT或POLR2H WT或其截短变体,以评估GLS1是否能减少酒精诱导的脂肪肝。我们观察到GLS1引起的细胞内脂质积累减少被POLR2E WT或POLR2H WT阻碍,但未受其变体影响。GLS1降低的脂质生成基因和蛋白质表达被POLR2E WT或POLR2H WT诱导,但未受其变体影响。

基于以上结果,我们使用小鼠模型检测相互作用位点对酒精诱导脂肪肝的影响。我们建立了在肝脏中共同过表达GLS1和POLR2E或POLR2H WT以及其截短变体的模型。食物摄入保持恒定,体重曲线在实验组间一致。与过表达GLS1的小鼠相比,过表达POLR2E WT或POLR2H WT的小鼠血清TG降低被消除。在肝脏中,对肝脏TG含量的保护作用被POLR2E或POLR2H阻碍。类似地,GLS1对脂质生成基因和蛋白质表达的抑制效应也被POLR2E或POLR2H抑制。相反,过表达GLS1与POLR2E或POLR2H的截短变体不影响GLS1对酒精诱导脂肪肝的保护作用。总之,这些发现证明在肝脏中,GLS1通过与其POLR2H或POLR2E的相互作用改善酒精诱导的脂肪肝。

3 结论

我们的研究揭示了一种先前未被认识的调控机制,其中谷氨酰胺酶1(GLS1)调节RNA聚合酶II活性,为理解高蛋白饮食在酒精性肝病(AFLD)中的肝保护作用提供了分子基础。

当前研究呈现了AFLD中复杂的代谢改变。Choi等人先前的工作报道了酒精诱导的谷氨酸生物合成相关基因失调,包括肝脏醛脱氢酶4家族成员a1(Aldh4a1)的诱导和谷氨酰胺合成酶(Glul)的减少,导致谷氨酸积累和谷氨酰胺减少。然而,在我们的研究中,我们观察到酒精介导的GLS1蛋白质 destabilization,尽管mRNA水平未变。这种翻译后调控的证据来自在放线菌酮处理的肝细胞中促进GLS1降解。降解的精确机制,包括潜在的泛素化途径以及谷氨酰胺恢复GLS1水平的机制,需要进一步研究。先前的研究证明谷氨酰胺发挥抗氧化效应,包括增加谷胱甘肽(GSH)水平和清除活性氧(ROS),这些是AFLD进展的致病因素。在我们的研究中,我们证明谷氨酰胺可稳定GLS1,导致RNA pol II活性抑制,这有助于AFLD发展。ROS的调控主要发生在胞质中,而谷氨酰胺对RNA pol II的影响是核内的,表明胞质和核效应可能共同贡献于谷氨酰胺提供的整体肝保护。

虽然GLS1主要位于线粒体,但其核定位和催化活性已有充分记录。值得注意的是,我们确认了核GLS1区室化的功能意义。核谷氨酰胺酶具有 distinct 动力学特性,新兴证据支持非经典转录调控功能。我们的研究证明核GLS1与RNA pol II的POLR2H/POLR2E亚基直接相互作用。尽管GLS1包含线粒体靶向序列,但它缺乏典型的核定位信号(NLS)。然而,人GLS1外显子1中一个进化保守的LXXLL签名 motif 可能 facilitate 核输入。该 motif 已与核谷氨酰胺酶定位机制关联。为检验这一假设,我们生成了 targeted 删除LXXLL motif 的KGA ΔL突变体。亚细胞分级显示KGA ΔL的核积累显著减少 compared with KGA WT。此外,共免疫沉淀显示KGA ΔL与POLR2E和POLR2H的相互作用减少。这种定位缺陷转化为功能损伤。KGA ΔL未能抑制RNA pol II活性,且对乙醇诱导的脂质生成基因或蛋白质表达或甘油三酯积累无显著影响。因此,核GLS1对酒精诱导脂肪肝很重要。

RNA pol II已被 implicated 在脂质代谢调控中。例如,RNA pol II在脂质合成相关酶的转录和剪接以及线粒体生物合成相关基因的剪接中发挥重要作用,导致肝脏脂肪生成。在AFLD期间,增加的RNA pol II活性 contributes to 酒精引起的肝脏脂肪变性。高蛋白饮食,临床上常用于缓解AFLD,可降低RNA pol II活性。此外,我们研究了乙醇诱导RNA pol II激活的机制基础。我们的发现证明GLS1与RNA pol II亚基POLR2H和POLR2E相互作用以调节RNA pol II转录活性, thereby promoting 肝脏脂肪变性在AFLD中。这一发现揭示了一种先前未被认识的调控机制,通过该机制代谢酶可直接影响肝脏疾病中RNA pol II依赖性基因表达程序。

虽然我们使用α-amanitin(AMA)作为药理学工具检测RNA pol II在AFLD发病机制中的参与,但我们强调其作为临床可接受治疗候选物的固有局限性。在我们的研究中,AMA以低剂量(0.15 mg kg?1,i.p.,每隔一天)给药,该剂量 carefully 维持在 established 毒性阈值以下。值得注意的是,慢性AMA处理未在我们的小鼠模型中诱导可观察 adverse effects,确认AMA观察到的酒精诱导脂肪肝改善不被全身毒性混淆。如预期,AMA处理显著减弱酒精诱导的肝脏脂肪变性,支持RNA pol II抑制可减轻AFLD进展的前提。然而,AMA缺乏肝脏特异性作为RNA pol II抑制剂,其对所有细胞类型中这一 essential 转录机制的不可逆抑制导致 prohibitive 全身毒性, rendering it 临床不适用。鉴于基因操作RNA pol II的挑战,一种 universally required 转录酶,我们对AMA的使用 strictly limited to 建立RNA pol II活性与酒精诱导脂肪变性之间的因果关系,并证明谷氨酰胺的肝保护效应需要功能性RNA pol II。总之,这些发现将GLS1-RNA pol II轴定位为一个新颖的机制通路 worthy of 进一步研究, particularly for 开发组织特异性调节剂用于AFLD治疗。

总之,我们 delineate 一条新颖通路,其中膳食谷氨酰胺稳定GLS1,使其能够核内与POLR2H/POLR2E相互作用以抑制RNA pol II活性并减弱酒精诱导的肝脏脂肪变性。我们的研究建立了氨基酸代谢与转录调控之间的关键机制联系,为未来AFLD治疗方法提供了基础见解。

4 实验部分

所有动物实验经中国科学院上海药物研究所机构动物护理和使用委员会授权。动物实验伦理批准的指定批准号为2022-08-LJ-134、2023-08-LJ-157和2025-04-LJ-205。C57BL/6J小鼠(雄性,19–22 g,5周龄)购自上海斯莱克实验动物公司,并在中国科学院上海药物研究所特定病原体免费条件下饲养。小鼠维持在12小时光暗循环,22 ± 0.5 °C,50–60%湿度,自由获取食物和水。

使用简单小鼠AFLD模型(NIAAA模型)通过慢性乙醇喂养(3–5周自由口服喂养Lieber-DeCarli乙醇或对照液体饮食;Research Diets, Inc, USA)加 binge 乙醇喂养进行,协同诱导肝损伤、炎症和脂肪肝。本研究中使用的饮食组成在支持信息表S1中提供。简言之,NP配对饮食包含17%蛋白质、47%碳水化合物和36%脂肪。NP乙醇饮食包含17%蛋白质、11%碳水化合物、36%脂肪和36%乙醇。HP乙醇饮食包含34%蛋白质、7%碳水化合物、23%脂肪和36%乙醇。为建立谷氨酰胺喂养模型,小鼠喂食乙醇或对照液体饮食伴 vehicle 或谷氨酰胺(2.1 g L-Gln

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