miR-150-5p通过调控CTH相关的硫代谢和氧化还原代谢促进MASH进展

《Metabolism》：miR-150-5p promotes MASH progression through regulation of CTH-associated sulfur and redox metabolism

　　

摘要
代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）是一种进行性代谢性肝病，目前缺乏有效的机制导向治疗手段。微小RNA（miRNAs）能够协调疾病相关的基因网络，并已成为代谢性疾病中的潜在调控因子和治疗靶点。本研究采用整合跨物种框架，包括食蟹猴模型、人类肝样本和小鼠MASH模型，鉴定出失调的肝细胞miR-150-5p是疾病进展相关的保守特征。在人肝细胞中，miR-150-5p直接靶向半胱硫醚-γ-裂解酶（CTH/CSE），该酶是肝脏主要硫化氢（H?S）产生酶。miR-150-5p介导的CTH抑制导致H?S相关信号减弱、GSH/GSSG比值降低、氧化应激相关指标增加以及肝细胞脂质蓄积。CTH重新表达可缓解这些代谢和氧化还原相关改变，而药理学抑制CTH/CSE则产生相应的变化，支持CTH对miR-150-5p效应具有功能性贡献。同时，升高的肝细胞miR-150-5p增加了TGF-β1分泌，并在脂质毒性条件下增强了与肝星状细胞活化相关的旁分泌信号。在已建立MASH的小鼠中，利用AAV8递送的分子海绵特异性抑制肝细胞miR-150-5p，可改善脂肪变性、炎症和纤维化重塑，并伴随肝Cth表达增加以及H?S相关和氧化还原相关参数的改善。这些发现确定了miR-150-5p介导的CTH调控是MASH中代谢和氧化还原相关改变的一个机制，支持进一步评估肝细胞miR-150-5p作为潜在治疗靶点的可行性。

引言
代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）是全球最常见的慢性肝病，影响约38%的成年人和7%的儿童及青少年[1]。其进行性形式代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）以肝细胞脂肪变性、气球样变性和小叶炎症为特征。约30%的MASH患者会发展为肝纤维化，这显著增加了肝衰竭和肝细胞癌的风险[2], [3]。尽管MASLD/MASH的负担日益加重，但驱动疾病进展的机制仍未被完全理解。
目前MASH的管理主要集中于通过生活方式改变和肥胖、糖尿病及相关心血管代谢异常的药理学治疗来降低全身代谢风险[4], [5]。多种靶向代谢、炎症或纤维化通路的药物已进入临床试验[6], [7], [8]。然而，目前仅有少数疗法获得批准，包括甲状腺激素受体-β激动剂resmetirom和semaglutide，适用于非肝硬化性MASH伴中度至进展期纤维化的成人患者[9], [10]。现有干预措施的疗效有限，反映了脂质毒性损伤、氧化应激、免疫重塑和肝星状细胞活化之间的复杂相互作用[2], [11], [12]。连接这些过程的调控机制仍未被完全阐明。
微小RNA（miRNAs）通过转录后基因调控协调MASH中多个失调的过程[13]。由于单个miRNA可以调节涉及脂质代谢、氧化还原稳态、炎症和纤维生成的网络，它们可能将这些过程联系起来并为基于RNA的治疗提供靶点。miR-150-5p调节免疫细胞分化和炎症反应[14], [15]，并与多种肝脏疾病相关，包括纤维化[16]、酒精性肝病[17]、肝细胞癌[18]和病毒性肝炎[19]。其在MASLD/MASH中的作用仍不明确。既往研究报告了其不一致的表达模式和情境依赖性效应。大多数研究聚焦于早期脂肪变性，而其对脂肪性肝炎和纤维化的贡献在很大程度上仍未被探索[20], [21], [22], [23], [24], [25]。
转硫通路是MASH中miRNA调控的潜在下游靶点。该通路通过半胱硫醚-β-合酶（CBS）、半胱硫醚-γ-裂解酶（CTH/CSE）和3-巯基丙酮酸硫转移酶（MPST/3-MST）的作用产生硫化氢（H?S），这是一种在肝脏中重要的气态信号分子[26]。CTH在肝细胞中高表达，是肝H?S产生的主要来源[27], [28]。CTH衍生的H?S被认为参与维持肝氧化还原稳态、限制氧化应激和减轻肝损伤[29], [30], [31]。miRNAs在MASH中如何调控该通路仍知之甚少[32], [33], [34]。
既往研究将miR-150-5p和CTH/H?S系统与脂肪肝疾病联系起来，但大多数研究依赖于啮齿类动物或体外模型，在非人灵长类动物中的验证有限，而非人灵长类动物更接近人类MASH的关键特征。尚不清楚miR-150-5p是否在MASH中直接调控CTH，或这种相互作用是否对炎症和纤维化进展有贡献。界定这种关系将阐明代谢性肝病中肝转硫的转录后调控。我们采用跨物种方法，结合食蟹猴MASH模型、人类肝样本和多种小鼠模型，以及体外和体内的功能获得和功能缺失实验，来研究miR-150-5p介导的CTH/H?S通路调控。具体而言，我们考察了miR-150-5p是否转录后调控CTH并导致肝细胞氧化还原相关改变和脂质毒性损伤。我们还评估了miR-150-5p失调与实验性MASH中炎症和纤维化表型的关系。

材料与方法片段
详细实验程序，包括试剂、抗体、生物资源、实验模型、测序策略、体内干预、细胞培养实验、生化测定、组织学分析、统计方法和引物序列，见补充材料与方法。
食蟹猴MASH模型中候选miRNAs和靶基因的鉴定
我们首先使用饮食诱导的食蟹猴模型鉴定疾病相关miRNAs及其下游靶基因，如前所述[35], [36]。组织学检查显示与对照组相比，MASH组存在明显脂肪变性、炎症细胞浸润和纤维化。NAS评分和纤维化评分均显著升高（均P < 0.0001）（图1A, B），证实了MASH表型。我们随后选取了三个MASH和三个具有代表性的对照肝样本进行...

讨论
这项跨物种研究确定了失调的miR-150-5p是MASH进展相关的一个特征。尽管CTH/H?S通路已被报道与代谢性肝病相关，但其在MASH背景下被miR-150-5p转录后调控的情况尚未被界定。在人肝细胞体系中，miR-150-5p直接抑制CTH，功能实验支持CTH对H?S相关、氧化还原和脂质代谢参数改变具有贡献。在这跨...

结论
在非人灵长类和啮齿类模型以及人类肝样本中，miR-150-5p失调始终与MASH进展相关。在人肝细胞中，miR-150-5p直接靶向并抑制CTH，互补的挽救实验和药理学抑制实验支持CTH对代谢和氧化还原相关改变的功能性贡献。肝细胞特异性抑制miR-150-5p可改善小鼠MASH相关病理特征，并伴随...

缩写列表
AAV8——腺相关病毒8型
ANOVA——方差分析
CBS——半胱硫醚-β-合酶
CTH——半胱硫醚-γ-裂解酶
GEO——基因表达综合数据库
GLP-1——胰高血糖素样肽-1
GSH——还原型谷胱甘肽
GSSG——氧化型谷胱甘肽
HFHFrC——高脂、高果糖、高胆固醇
H?S——硫化氢
MASLD——代谢功能障碍相关脂肪性肝病
MASH——代谢功能障碍相关脂肪性肝炎
MCD——蛋氨酸胆碱缺乏
MDA——丙二醛
miRNA——微小RNA
MPST/3-MST——3-巯基丙酮酸硫转移酶
OAC——正乙酰氧基肉桂酸
RediT——实时逆转录PCR

作者贡献声明
Lexuan Xu：写作–审阅与编辑，写作–原稿撰写，可视化，软件，方法论，调查研究，形式化分析，数据整理。Liangshuo Hu：写作–审阅与编辑，监督，方法论，形式化分析。Yanru Zhang：方法论，数据整理。Jia Qi：方法论，数据整理。Yiting Hou：方法论。Wenbin Cao：可视化，软件。Chenjing Duan：调查研究。Shuangqing Liu：调查研究。Ruike Ding：调查研究。Ting Lan：形式化分析。Zichen

伦理声明
已从所有参与者或其法定代理人处获得参与本研究和发表文章的书面知情同意。已尊重参与者的隐私权。
本研究包含器官或组织捐献者。
本研究包含人类生物材料，已获捐献者或其近亲或法定代理人同意用于本研究和发表文章。本研究使用的样本并非来源于已执行的...

资助
本工作由中国国家自然科学基金（编号：32670718）；陕西省自然科学基础研究计划重点项目（2026JC-YXQN-273）；唐学者基金；中央高校基本科研业务费（xzy012025168, xtr052025019, xxj032023021, xzd012024038）；陕西省自然科学基金（2025JC-YBQN-294和2024SF-YBXM-175）；防城港市科技计划项目（AB23006037）；以及广西...资助。

利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。

致谢
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Lexuan Xu | Liangshuo Hu | Yanru Zhang | Jia Qi | Yiting Hou | Wenbin Cao | Chenjing Duan | Shuangqing Liu | Ruike Ding | Ting Lan | Zichen Wang | Fan Mu | Yimeng Wang | Chenghao Zhou | Yi Lv | Enqi Liu | Bo Wang | Pengxiang Qu

西安交通大学第一附属医院肝胆外科，中国西安，710061