《Cell Metabolism》：Human MASLD is a diurnal disease driven by multisystem insulin resistance and reduced insulin availability at night
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本刊推荐一项关于代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）昼夜节律特征的重要研究。为解决MASLD发病机制中昼夜代谢模式不清的问题，研究人员通过日间与夜间的两步高胰岛素-正葡萄糖钳夹技术、稳定同位素示踪及多组织蛋白质组学分析，发现MASLD患者夜间出现肝脏与外周胰岛素抵抗、胰岛素分泌减少及清除增加，导致肝内脂肪生成（DNL）等致病通路上调。该研究揭示了夜间代谢功能障碍是MASLD的核心驱动因素，为时间疗法（如饮食、运动、给药时机）提供了关键理论依据。
在当代社会，代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）已成为影响全球约40%人口的常见慢性肝病，其与肥胖、胰岛素抵抗（IR）密切相关，并可进展为脂肪性肝炎、肝硬化甚至肝癌，构成沉重的疾病负担。尽管肝脏的糖脂代谢在临床前模型中被证实受昼夜节律的精密调控，但在MASLD患者中，关键代谢通路是否也存在类似的昼夜波动，以及这种波动如何参与疾病的发生发展，长期以来却鲜为人知。理解MASLD的昼夜节律特性，不仅有助于深化疾病机制认识，更对指导临床实践，如优化能量摄入、运动和给药时间窗（即时间药理学的应用）具有重大意义。为此，由Thomas Marjot和Jeremy W. Tomlinson领导的研究团队在《Cell Metabolism》上发表了他们的最新研究成果。
研究人员综合运用了两步高胰岛素-正葡萄糖钳夹技术、稳定同位素示踪（如[U-13C]-葡萄糖和2H2O）评估肝内脂肪生成（DNL）和糖异生（GNG）、胰岛素分泌与清除模型计算，以及对血浆、脂肪组织和骨骼肌的蛋白质组学分析（Olink和LC-MS/MS技术），并在英国生物银行（UK Biobank）队列中进行了验证。研究对象为12名MASLD患者和12名超重对照者，部分MASLD患者在完成12周生活方式减重干预后进行了重复评估。
患者MASLD表现出夜间肝脏IR和EGP增加
研究发现，在低剂量胰岛素条件下，MASLD患者夜间维持正常血糖所需葡萄糖输注率低于日间，且葡萄糖代谢率与胰岛素比值（M/I值）夜间降低，表明存在夜间肝脏IR。与此一致，MASLD患者夜间内源性葡萄糖生成（EGP）在低剂量胰岛素时显著高于日间，且胰岛素对EGP的抑制程度在夜间减弱。此外，MASLD患者基础EGP中糖异生（GNG）的贡献比例在夜间显著增加。
患者MASLD存在更严重的外周（骨骼肌）IR，但两组昼夜差异相似
在高剂量胰岛素条件下，MASLD患者夜间M/I值也低于日间，提示夜间外周IR。更重要的是，反映外周（主要是骨骼肌）胰岛素敏感性的葡萄糖处置率（Rd）在MASLD患者夜间于基础、低剂量和高剂量胰岛素阶段均显著降低。对照组的Rd也显示出类似的昼夜节律，但MASLD患者的Rd在所有阶段均低于对照组。经血浆胰岛素浓度校正后（Rd/I），昼夜差异依然存在，表明差异源于胰岛素敏感性本身。MASLD患者夜间糖酵解（通过血浆乳酸评估）和总身体丙酮酸氧化（通过呼出13CO2评估）也受损。
夜间IR导致MASLD患者晨起高血糖，且夜间肝DNL持续异常活跃
上述夜间IR共同导致了MASLD患者典型的“黎明现象”——晨起空腹血糖显著高于傍晚。与此同时，对照组基础DNL比例夜间明显低于日间，而MASLD患者的夜间DNL比例却维持在较高水平，导致两组间DNL的昼夜变化存在显著差异。
胰岛素夜间抑制脂肪分解的作用在MASLD患者中失效，且β-氧化和肝脏脂质输出代偿不全
两组参与者基础状态下的血浆非酯化脂肪酸（NEFA）和甘油浓度在夜间均升高。然而，在胰岛素输注期间，对照组NEFA被有效抑制，而MASLD患者夜间NEFA水平持续居高，提示夜间脂肪分解不受控制。夜间NEFA升高程度与肝脏脂肪含量（通过CAP值评估）显著相关。虽然夜间β-氧化（通过3-羟基丁酸(3OHB)评估）在两组中均增强，但在MASLD患者中，抑制脂肪分解所需胰岛素浓度远高于抑制β-氧化所需浓度，表明两者对胰岛素敏感性不匹配。此外，尽管MASLD患者血浆甘油三酯（TAG）水平整体较高，但未显示昼夜差异，提示肝脏脂质输出途径未能有效代偿夜间涌入肝脏的NEFA。
MASLD患者的夜间IR因胰岛素分泌减少和清除增加而加剧
一个关键的发现是，在相同胰岛素输注速率下，MASLD患者夜间血浆胰岛素浓度显著低于日间，而对照组无此差异。模型计算显示，MASLD患者夜间胰岛素分泌率（ISR）在胰岛素刺激下急剧下降（>66%），同时全身胰岛素清除率（CLwb）在夜间不恰当地上调，共同导致了夜间胰岛素可用性降低。
蛋白质组学揭示与代谢表型相关的昼夜表达蛋白
血浆蛋白质组学分析发现，MASLD患者夜间生长分化因子15（GDF-15）表达上调，而组织型纤溶酶原激活物（tPA）及其抑制剂PAI-1（SERPINE1）表达下调，这些发现在UK Biobank大队列中得到验证。GDF-15与3OHB水平正相关，提示其可能与代偿性β-氧化上调有关。脂肪组织蛋白质组学分析发现，二甲基精氨酸二甲胺水解酶1（DDAH1）夜间表达上调并与脂解标志物正相关，而含Sushi重复蛋白X连锁2（SRPX2）夜间下调并与脂解负相关。骨骼肌蛋白质组学网络分析强调了线粒体复合物I与葡萄糖处置的关联，羟基丁酸脱氢酶1（BDH1）和异戊烯基半胱氨酸羧基甲基转移酶（ICMT）等蛋白的表达与外周葡萄糖代谢指标正相关，且ICMT在夜间呈下降趋势。
减重并降低肝脏脂肪后，昼夜代谢差异依然存在
在MASLD患者完成12周生活方式干预（平均减重6.3%，肝脏脂肪含量显著下降至接近对照组水平）后，重复进行昼夜代谢评估。尽管整体代谢健康指标改善，但夜间在葡萄糖输注率、M/I值、Rd、NEFA、血浆胰岛素、ISR以及DNL等方面的不利昼夜差异依然持续存在。这表明夜间代谢功能障碍可能是驱动MASLD的原发性因素，而非单纯肝脂肪堆积的结果。
研究结论与意义
本研究通过整合生理学方法，首次在人体中详尽描绘了MASLD患者多种致病通路的昼夜波动特征，明确提出MASLD是一种夜间性疾病。其核心机制是夜间在多系统（脂肪、骨骼肌、肝脏）出现的胰岛素抵抗，并与β细胞胰岛素分泌功能夜间急性受损、肝脏胰岛素清除率夜间不恰当增加所导致的胰岛素可用性降低相结合，共同推高了夜间肝内脂肪生成等致病通路。尤为重要的是，即使通过干预显著降低了肝脏脂肪含量，这种异常的夜间代谢表型依然存在，提示其可能是MASLD发病的初始驱动因素。
这项研究具有重要的理论与实践意义。在理论层面，它揭示了生物节律紊乱在MASLD发病中的核心作用，将MASLD与哮喘、类风湿关节炎等疾病并列，归类为具有显著昼夜特征的疾病。在实践层面，研究结果为MASLD的防治提供了新的思路：针对夜间这一代谢“脆弱窗口”，采取时间治疗策略，如避免晚间大量进食、将运动安排在傍晚以改善夜间葡萄糖处置、以及优化药物给药时间以确保其药效峰值覆盖夜间，可能成为未来个性化治疗MASLD的有效手段。同时，该研究也强调了在代谢研究中考虑时间因素的重要性，以避免因实验时间单一而遗漏关键病理生理现象。
