肝细胞特异性敲除GSK3β通过改善线粒体功能与抑制铁死亡减轻MASH小鼠模型代谢紊乱及肝损伤

本研究针对代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）中糖原合成酶激酶3β（GSK3β）的细胞特异性机制展开探索。通过构建肝细胞特异性Gsk3β敲除（Gsk3β△Hep）小鼠模型，并结合CDHFD/FFC饮食诱导MASH，研究团队发现GSK3β缺失可显著改善线粒体生物能量学、减少铁死亡和线粒体DNA释放，进而减轻肝脏炎症反应与纤维化进程。该研究揭示了GSK3β作为MASH治疗潜在靶点的重要价值。

　　

随着生活方式和饮食结构的改变，非酒精性脂肪性肝病已成为全球最常见的慢性肝病，其中代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（Metabolic dysfunction-associated steatohepatitis, MASH）是其进展性亚型，以肝细胞损伤、炎症反应和纤维化为特征。在MASH的发生发展中，脂毒性引发的细胞应激是关键驱动因素，可导致肝细胞出现致死性和亚致死性损伤，进而激活纤维化和炎症反应。尽管目前对MASH的病理机制已有一定认识，但仍缺乏高效的特异性治疗策略。糖原合成酶激酶3（Glycogen Synthase Kinase 3, GSK3）作为一条重要的信号通路节点，其亚型GSK3β在代谢和细胞存活调控中发挥重要作用。先前研究表明，药理性抑制GSK3可改善小鼠MASH表型，然而GSK3β在肝细胞中的特异性作用以及其如何调控脂毒性损伤和纤维炎症反应尚不明确。

为了深入探索肝细胞中GSK3β的功能，Khaled Warasnhe、Akitoshi Sano、Qianqian Guo等研究者及其团队在《Cellular Immunology》上发表了一项研究，通过构建肝细胞特异性Gsk3β基因敲除小鼠，并结合多组学分析和功能实验，揭示了GSK3β在调控线粒体功能、铁死亡和MASH进程中的关键作用。

本研究主要采用了肝细胞特异性基因敲除技术（使用Gsk3β^fl/fl与Albumin-Cre小鼠交配获得Gsk3β^△Hep模型）、两种MASH诱导饮食模型（胆碱缺乏高脂饮食CDHFD和高脂高果糖高胆固醇饮食FFC）、肝脏脂质组学分析、NanoString代谢通路面板转录组测评、体外肝细胞线粒体功能实验、线粒体DNA释放测定以及纤维化信号通路分析等关键技术方法。

背景与目的

研究团队指出，MASH的发生与脂毒性导致的细胞损伤密切相关，而GSK3β可能在这一过程中发挥重要作用。尽管前期药理学抑制研究表明GSK3参与MASH调控，但其细胞特异性机制，尤其是在肝细胞中的作用尚未阐明。本研究旨在明确肝细胞中GSK3β缺失对MASH中脂毒性损伤、铁死亡及纤维炎症反应的影响。

方法

研究人员通过交叉育种Gsk3β^fl/fl小鼠与Albumin-Cre小鼠，成功构建肝细胞特异性Gsk3β敲除（Gsk3β^△Hep）小鼠模型。使用CDHFD和FFC饮食诱导MASH，系统比较了基因敲除小鼠与对照小鼠在代谢表型、肝脏脂质组成、线粒体功能、细胞死亡方式等方面的差异。

结果

在FFC饮食诱导下，Gsk3β^△Hep小鼠与对照组在整体代谢参数和肝脏脂质组学上未见显著差异。然而，NanoString代谢通路分析显示，Gsk3β^△Hep小鼠肝脏中NAD代谢、线粒体功能与氧化磷酸化信号通路显著上调。在体外实验中，棕榈酸处理的肝细胞在GSK3抑制或来源于Gsk3β^△Hep小鼠的肝细胞中表现出线粒体形态改善、生物合成增强、与脂滴接触增加以及呼吸功能提升，同时线粒体DNA释放和铁死亡抑制蛋白1（Ferroptosis Suppressor Protein 1, FSP1）相分离现象减少。动物实验中，Gsk3β^△Hep小鼠显示肝损伤减轻、脂质过氧化水平下降、铁死亡标志物表达减少及循环中线粒体DNA水平降低。此外，该基因敲除小鼠模型中促炎基因表达下降、髓系细胞浸润减少、NETosis（中性粒细胞胞外诱捕网死亡）受到抑制，纤维化信号通路也显著下调。

结论

肝细胞中Gsk3β的缺失通过改善线粒体生物能量学、抑制铁死亡和线粒体DNA释放，显著减轻了MASH小鼠的肝损伤、炎症及纤维化程度。该研究不仅揭示了GSK3β在MASH发病中的细胞特异性机制，还为其作为治疗靶点提供了坚实证据，对未来临床干预策略的开发具有重要指导意义。

这项研究系统阐释了GSK3β在肝细胞中的功能重要性，为理解MASH的分子机制提供了新视角，并为针对GSK3β的治疗策略奠定了理论基础。其发现不仅深化了对代谢性肝病发病机制的认识，也为未来开发特异性靶向药物提供了重要依据。