环状RNA circZBTB46通过miRNA-326/FGF1轴调控代谢相关脂肪肝病的新机制

《Cell Death Discovery》:CircZBTB46 alleviates metabolic dysfunction–associated steatotic liver disease by targeting miRNA-326/FGF1 axis

【字体: 时间:2026年01月11日 来源:Cell Death Discovery 7

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  本研究针对代谢相关脂肪肝病(MASLD)诊断和治疗难题,发现circZBTB46在MASLD中显著下调。通过体外和体内实验证实,circZBTB46可作为竞争性内源RNA(ceRNA)吸附miRNA-326,解除其对FGF1的抑制,激活AMPK信号通路,从而改善肝脏脂质沉积。该研究为MASLD提供了新的诊断标志物和治疗靶点。

随着生活方式和饮食结构的改变,代谢相关脂肪肝病(MASLD)已成为全球最常见的慢性肝病,影响着约三分之一的世界人口。这种疾病以肝脏过度脂肪堆积为特征,与多种代谢紊乱密切相关,但其发病机制复杂,早期诊断困难,有效治疗手段有限,成为肝病领域的重大挑战。
在这样的大背景下,环状RNA(circRNA)作为一种新型非编码RNA,因其独特的环状结构和高度稳定性,近年来受到广泛关注。与线性RNA不同,circRNA能够抵抗核酸外切酶的降解,在血液等体液中稳定存在,显示出作为疾病诊断标志物的巨大潜力。更重要的是,circRNA能够作为"分子海绵"吸附微RNA(miRNA),通过竞争性内源RNA(ceRNA)机制调控基因表达,在多种疾病中发挥重要调控作用。
四川大学华西医院感染性疾病中心的曾庆敏等人发表在《Cell Death Discovery》上的研究,首次系统揭示了circZBTB46在MASLD中的关键作用及其分子机制。研究人员通过对健康人、MASLD患者和代谢相关脂肪性肝炎(MASH)患者的肝组织进行RNA测序,发现circZBTB46在疾病组中显著下调,且随着疾病严重程度进一步降低。
为阐明其功能,研究团队构建了游离脂肪酸(FFA)诱导的细胞模型和西方饮食(WD)喂养的小鼠模型,通过circZBTB46过表达和干扰实验证实,该环状RNA能够显著减轻肝脏脂质沉积。机制研究表明,circZBTB46通过直接结合miRNA-326,解除其对成纤维细胞生长因子1(FGF1)的抑制作用,进而激活AMP活化蛋白激酶(AMPK)信号通路,发挥改善脂肪变性的作用。
本研究采用的主要技术方法包括:RNA测序和生物信息学分析用于筛选差异表达的circRNA;双荧光素酶报告基因实验和RNA pull-down验证RNA间相互作用;qRT-PCR和Western blot检测基因表达;油红O和BODIPY 493/503染色观察脂质沉积;使用腺相关病毒(AAV)在体内调控基因表达。研究纳入了华西医院的临床样本和C57BL/6J小鼠模型。
CircZBTB46在MASLD中表达下调
研究人员首先通过油红O染色和BODIPY 493/503染色证实了MASLD细胞和小鼠模型的成功建立,显示肝脏脂质沉积显著增加。RNA测序分析发现,与健康对照组相比,MASLD和MASH患者肝组织中circZBTB46表达均显著降低。在FFA诱导的L02、Huh7和HepG2细胞以及MASLD小鼠和患者肝组织中的验证实验进一步证实了这一发现。
分子特征分析表明,circZBTB46由其亲本基因ZBTB46的第2-3外显子反向剪接形成,位于20号染色体,长度为1255个核苷酸。该分子仅可在cDNA中检测到,对RNase R消化具有抗性,且比线性ZBTB46更稳定,证实其确为环状RNA。
CircZBTB46通过FGF1/AMPK信号通路减轻肝脏脂质沉积
功能实验显示,过表达circZBTB46可减少肝细胞内脂质积累,而敲低circZBTB46则加重脂质沉积。通过circinteractome数据库预测和RNA pull-down实验验证,发现circZBTB46可直接与miRNA-326结合。双荧光素酶报告基因实验进一步证实了二者间的特异性相互作用。
利用miRWalk数据库预测发现,FGF1是miRNA-326的潜在靶基因。在MASLD模型中发现FGF1表达显著降低。过表达circZBTB46可上调FGF1 mRNA和蛋白水平,增加磷酸化AMPK(p-AMPK)表达,而不影响总AMPK蛋白量,表明circZBTB46通过调控FGF1/AMPK信号轴参与MASLD的发病机制。
miRNA-326通过FGF1/AMPK信号通路加重肝脏脂质沉积
研究发现miRNA-326在MASLD临床样本和模型组织中显著上调。功能获得和缺失实验表明,miRNA-326 mimics可增加肝脂质沉积,而抑制剂则产生相反效果。双荧光素酶报告实验证实miRNA-326可直接靶向FGF1的3'非翻译区(3'-UTR)。miRNA-326过表达可下调FGF1表达和AMPK磷酸化水平,而抑制miRNA-326则可逆转这一效应。
体内实验验证circZBTB46和miRNA-326通过FGF1/AMPK调控脂质沉积
小鼠体内实验显示,circZBTB46 AAV处理可减轻肝脂质沉积,增加FGF1和p-AMPK水平;而miRNA-326 AAV则产生相反效果,证实二者在体内通过调控FGF1/AMPK信号轴发挥相反作用。
circZBTB46通过竞争性结合miRNA-326调控FGF1/AMPK信号通路
共转染实验发现,circZBTB46和miRNA-326对肝脂质沉积具有拮抗作用:circZBTB46可减轻脂质积累,而miRNA-326则促进脂质沉积,二者共转染可部分逆转circZBTB46的效应。分子机制上,circZBTB46通过吸附miRNA-326,解除其对FGF1的抑制,从而激活AMPK信号通路。
小鼠体内实验进一步证实,circZBTB46 AAV可改善WD诱导的肝脂质沉积,降低TG和总胆固醇(TC)水平,上调FGF1和p-AMPK表达;而miRNA-326 AAV则产生相反效果,二者联合处理可相互拮抗。
本研究首次系统揭示了circZBTB46在MASLD中的关键作用,提出了circZBTB46/miRNA-326/FGF1/AMPK这一新的调控轴。该发现不仅深化了对circRNA在代谢性疾病中作用机制的理解,也为MASLD的早期诊断和治疗提供了新的分子靶点。
研究团队也指出了本研究的局限性,包括样本量相对较小、缺乏与肝组织病理变化的相关性分析等。未来研究需要更大规模的多中心队列验证,并探索circZBTB46在体液中的检测价值,以及开发基于纳米颗粒等新型递送系统的治疗策略。这些研究将有力推动circZBTB46从基础研究向临床应用的转化。

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