磷脂磷酸酶2（PLPP2）通过磷脂酰乙醇胺（PE）代谢重编程驱动急性肝损伤后肝脏修复与再生

《Signal Transduction and Targeted Therapy》：Phospholipid phosphatase 2 drives liver repair and regeneration after acute liver injury

　　

急性肝损伤（acute liver injury, ALI）通常由药物过量、毒素或缺血引起。肝脏具有显著再生能力，其中代谢重塑在恢复肝功能和稳态中起关键作用。然而，启动肝细胞再生的特定代谢转换仍不清楚。在此，研究人员采用多时间点多组学分析，证明磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine, PE）经历动态代谢重编程，其中磷脂磷酸酶2（phospholipid phosphatase 2, PLPP2）在调控PE代谢的酶中呈现同步变化。药物性肝损伤（drug-induced liver injury, DILI）患者肝活检样本证实了PLPP2变化。在小鼠模型中，肝细胞特异性缺失PLPP2加重急性肝损伤。机制上，内质网应激（endoplasmic reticulum stress, ER stress）的缓解伴随再生期PLPP2强劲上调。这种转变通过启动PE生物合成促进肝脏修复与再生。PE与PE结合蛋白1（PE binding protein 1, PEBP1）结合后，调节其亲和力并增强其与GLI1（Hedgehog通路关键转录因子）的相互作用，从而破坏ITCH（E3泛素连接酶；原文lTCH）与GLI1的结合，并防止GLI1泛素化和降解。此外，PE通过促进LC3B（自噬标志物）脂化促进自噬。PLPP2介导的内质网定位PE增加也有助于缓解内质网应激，从而建立正反馈环。药理学激活PLPP2或补充乙醇胺（ethanolamine, Etn）可能代表急性肝损伤的一种有前景的治疗策略。

该论文发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》。急性肝损伤（acute liver injury, ALI）是以肝细胞快速损伤、数天至数周内肝功能受损为特征的临床急症，常见诱因包括药物毒性、病毒性肝炎、缺血和自身免疫反应，其中对乙酰氨基酚（acetaminophen, APAP）过量是药物性肝损伤（drug-induced liver injury, DILI）的首要原因。ALI呈双相过程：先天免疫激活和肝细胞损伤期，随后炎症消退和肝细胞再生修复期。当前治疗以支持治疗为主，缺乏特异性药物。代谢重编程是ALI内源性保护机制，但驱动ALI后肝再生的特定代谢转换不明。磷脂代谢在多器官再生中受到关注，但磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine, PE）在ALI中的作用尚未充分探索。因此，研究人员采用多时间点多组学，系统研究ALI全过程，明确磷脂磷酸酶2（phospholipid phosphatase 2, PLPP2）为关键代谢酶，调控PE生物合成、肝脏修复和再生，并验证药理学激活PLPP2的治疗潜力。

主要关键技术方法：收集36例DILI经皮肝活检患者与31例肝血管瘤对照肝样本，来源为南京医科大学第一附属医院，伦理批号2025-SR-423；使用WT、Plpp2^FL/FL、Plpp2^ΔHep、Xbp1^FL/FL、Xbp1^ΔHep小鼠及AAV2/8-TBG介导肝细胞Plpp2敲低/过表达；建立APAP、CCL4、缺血再灌注（I/R）和70%部分肝切除（PHx）模型。采用多时间点蛋白质组学、转录组学、非靶向代谢组学、血清ALT/AST、组织学、免疫荧光、流式细胞术、Western blot、ELISA、透射电镜、CUT&Tag、ChIP、双荧光素酶、免疫沉淀-质谱、Co-IP、GST pull-down、分子对接和动力学、CETSA、酶活性测定与虚拟筛选。

研究结果：
1. 多时间点多组学分析揭示AILI后磷脂代谢动态重塑（Multi-timepoint and multi-omics analyses uncover dynamic remodeling of phospholipid metabolism following AILI）。研究人员对APAP处理后7个时间点小鼠肝组织进行蛋白质组学和代谢组学，发现0 h与168 h、6 h与24 h、48/72/96 h分别聚类；48 h为损伤向修复转变关键窗口，修复期细胞增殖和自噬通路富集，PE在自噬通路中显著富集。
2. PE exerts a protective effect against ALI。自噬在损伤期下调、修复期上调，P62相反；PE代谢重塑，肝PE水平与ALT/AST负相关；补充PE前体乙醇胺（ethanolamine, Etn）增加肝PE、减轻AILI并增强自噬，在CCL4和I/R模型中也保护。
3. The upregulation of PLPP2 and the increase of PE occur synchronously in time。在PE代谢酶中PLPP2差异表达最显著，其mRNA和蛋白在损伤期下调、修复期上调，与PE变化同步，并与ALT/AST负相关。
4. Patients with DILI exhibiting higher PLPP2 expression in liver tissues demonstrate significantly better prognosis。DILI患者肝活检显示肝细胞PLPP2较健康对照升高，PLPP2高表达者Ki67较高、外周血肝酶较低。
5. XBP1 transcriptionally regulates the expression of PLPP2 in ALI。数据库预测和CUT&Tag显示X盒结合蛋白1（X-box binding protein 1, XBP1）在APAP后6 h结合PLPP2启动子、48 h减少；荧光素酶和ChIP证明BS1介导XBP1对PLPP2的转录抑制；Xbp1^ΔHep小鼠PLPP2和肝PE升高并促进修复。
6. PLPP2 acts as a pivotal regulatory hub integrating endoplasmic reticulum stress and phospholipid metabolism。Plpp2敲除转录组显示内质网（endoplasmic reticulum, ER）应激上调，Etn缓解；修复期Plpp2过表达缓解ER应激可被PE合成抑制阻断；PE-XBP1-PLPP2-PE反馈环贯穿ALI。
7. Hepatocyte PLPP2 governs liver repair and regeneration after ALI。Plpp2^ΔHep小鼠ALT/AST升高、生存率降低、坏死扩大、Ki67减少；AAV-Plpp2相反；PLPP2与Ki67正相关；在PHx、CCL4、I/R模型中Plpp2缺失延迟肝再生修复。
8. PLPP2 promotes liver repair by enhancing autophagy via upregulation of PE。PLPP2将磷脂酸（phosphatidic acid, PA）去磷酸化产生二酰甘油（diacylglycerol, DAG）参与PE合成；Plpp2缺失降低LC3B、增加P62，过表达相反；透射电镜显示自噬泡变化；雷帕霉素（rapamycin, RAPA）部分恢复，氯喹（chloroquine, CQ）取消过表达效应。
9. PLPP2 enhances the interaction between PEBP1 and GLI1 by upregulating PE。Pebp1敲低取消Plpp2促肝细胞增殖作用；转录组显示Hedgehog通路下调；免疫沉淀-质谱发现PEBP1与GLI1结合，Co-IP、GST pull-down、截短体和分子对接/动力学证明PE增强PEBP1-GLI1相互作用并定位结合区域。
10. PE-PEBP1-GLI1 interaction suppresses GLI1 ubiquitination and degradation。PLPP2通过PE-PEBP1轴调控GLI1蛋白；CHX和MG132显示蛋白酶体依赖；PLPP2下调增加GLI1泛素化，上调减少，meclizine阻断；PE-PEBP1复合物破坏E3泛素连接酶ITCH与GLI1结合，减少K48连接多泛素化。
11. Pharmacological activation of PLPP2 promotes liver repair and regeneration after ALI。虚拟筛选发现HY-110189增强PLPP2对PA去磷酸化，CETSA和WB证明结合；HY-110189改善AILI，在Plpp2^ΔHep中保护消失；影响自噬和Hedgehog通路，并在CCL4和I/R模型中保护。

讨论总结：ALI呈双相，以往研究多聚焦单相；本研究多时间点多组学识别全程关键分子。巨噬细胞作用已知，但肝细胞内在再生机制不清。PE保护效应取决于亚类组成、亚细胞/组织分布、代谢背景及合成降解平衡；本研究中Etn补充增加肝PE并保护ALI。PLPP2在肿瘤细胞增殖中已有涉及，PLPP3调节卒中后血管修复；本研究发现DILI肝样本PLPP2上调，Plpp2^ΔHep和AAV-Plpp2证明其通过增强PE生物合成发挥肝保护。自噬体膜生成、延伸和封闭依赖PE；PLPP2通过增加PE增强自噬。PE结合并调节PEBP1构象，本研究首次表明PLPP2驱动的PE代谢重编程增强PEBP1与GLI1相互作用，稳定GLI1并激活Hedgehog通路。PA作为PLPP2底物可激活炎症，但PA补充减轻损伤，Plpp2缺失取消该保护，提示PLPP2双重保护。PE主要在ER合成，维持ER膜完整和蛋白折叠；PE合成受损诱导ER应激，XBP1抑制PLPP2；损伤期PE不足诱导ER应激并抑制PE合成，修复期PE增加缓解ER应激并促进PE生成，形成促再生反馈环。PLPP2是该反馈环中心调节因子。局限包括PLPP2激动剂是否肝脏特异或影响其他器官尚不清楚，术后ALI患者补充Etn有前景但安全性、给药途径、剂量和长期效应待明确。

研究结论翻译：总之，该研究揭示肝细胞PLPP2是ALI后肝脏修复与再生的关键调节因子。药理学激活或过表达PLPP2不仅通过PE对LC3B的脂化促进肝细胞自噬，加速肝脏修复，还通过PE-PEBP1轴稳定GLI1，加速肝细胞再生。这些结果确定肝细胞PLPP2是通过协调PE代谢引导肝细胞从损伤走向再生的关键分子开关。因此，靶向激活PLPP2代表ALI临床治疗的有前景策略。尽管研究人员已筛选PLPP2激动剂并评估其效应，但该药物是否特异性作用于肝脏或是否影响其他器官系统仍不清楚。此外，在术后ALI患者中补充Etn也是非常有前景的方向。然而，仍存在若干挑战，包括需要明确其安全性、确定最佳给药途径和剂量以及评估长期效应。研究人员相信，逐步解决这些问题将为ALI治疗开辟新途径。