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代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）是一种常见且危及生命的肝脏疾病，有效疗法有限，亟需识别先前未知的分子靶点和有效药物。本研究鉴定出醛酮还原酶家族1成员B10（AKR1B10）为MASH的标志物，在患者组织和血清中表达升高，与疾病严重程度密切相关。在小鼠中基
代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）是一种常见且危及生命的肝脏疾病，有效疗法有限，亟需识别先前未知的分子靶点和有效药物。本研究鉴定出醛酮还原酶家族1成员B10（AKR1B10）为MASH的标志物，在患者组织和血清中表达升高，与疾病严重程度密切相关。在小鼠中基因敲除Akr1b10显著减弱了高脂/高胆固醇（HFHC）饮食诱导的脂肪变性、炎症和纤维化。机制上，研究人员发现三结构域蛋白29（TRIM29）作为E3泛素连接酶，直接结合AKR1B10，促进其泛素化和蛋白酶体降解，从而改善MASH进展。此外，天然化合物黄连碱（COP）通过变构促进TRIM29-AKR1B10相互作用，加速AKR1B10降解，并在MASH小鼠中显示出改善疗效。此外，Trim29过表达增强了COP介导的症状缓解。研究人员的发现描绘了TRIM29/AKR1B10轴作为可药物信号通路，并确定COP为MASH的有前景治疗候选药物。
代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）是代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）谱系中的一种严重进展性慢性肝病，与肥胖和2型糖尿病流行密切相关，现有治疗手段有限，亟需新靶点。已有研究显示醛酮还原酶家族1成员B10（AKR1B10）在MASH中上调，但调控其降解的机制不明。本研究旨在阐明AKR1B10的泛素化调控机制，并鉴定天然化合物黄连碱（COP）的干预作用。研究人员发现三结构域蛋白29（TRIM29）作为E3泛素连接酶直接结合AKR1B10，促进其泛素化及蛋白酶体降解，从而改善MASH进展。COP通过变构增强TRIM29-AKR1B10相互作用，加速AKR1B10降解，在MASH小鼠模型中显示出治疗潜力。该研究揭示了TRIM29/AKR1B10轴作为可药物信号通路，为MASH治疗提供了新靶点。论文发表在《SCIENCE ADVANCES》。
研究采用的主要关键技术方法包括：利用人类肝脏样本（肝囊肿、中度界面炎症和纤维化、重度界面炎症和纤维化、肝细胞癌患者各8例）和血清样本（健康人和MASLD患者）进行临床相关性分析；构建Akr1b10基因敲除（KO）小鼠模型（C57BL/6N背景）并给予HFHC饮食诱导MASH；通过免疫共沉淀（Co-IP）结合液相色谱-质谱（LC-MS）筛选E3泛素连接酶；使用表面等离子共振（SPR）、双分子荧光互补（BiFC）和AlphaFold3预测验证蛋白直接相互作用；采用分子对接、分子动力学模拟、等温滴定量热（ITC）和圆二色光谱（CD）研究COP与AKR1B10的结合；利用腺相关病毒8（AAV8）介导的肝脏特异性Trim29过表达进行体内功能验证；整合转录组学和蛋白质组学分析下游信号通路。
研究结果如下：
**AKR1B10通过其泛素化介导MASH进展**：免疫组化显示AKR1B10在MASH患者肝脏中表达升高，与炎症和纤维化程度正相关；血清AKR1B10水平在MASLD各阶段显著升高。Akr1b10
-/-小鼠在HFHC饮食下体重、肝脏重量、血清ALT/AST/TC显著降低，肝脏脂肪变性、炎症和纤维化减轻。Western blot显示HFHC小鼠肝脏中AKR1B10蛋白水平升高伴随泛素化水平降低，MG132（蛋白酶体抑制剂）可进一步增加AKR1B10，而氯喹（溶酶体抑制剂）无效，表明AKR1B10通过蛋白酶体途径降解。
**TRIM29是使AKR1B10泛素化的E3连接酶**：Co-IP/MS筛选出TRIM29、PARP1和RACK1为候选E3连接酶，进一步验证确认TRIM29与AKR1B10结合。在HEK293T和HepG2细胞中过表达TRIM29降低AKR1B10蛋白水平，该效应被MG132逆转；敲低TRIM29增加AKR1B10；梯度过表达TRIM29剂量依赖性地降低AKR1B10。
**TRIM29在细胞培养中与AKR1B10直接相互作用**：双向Co-IP、GST pull-down、SPR（Kd=7.45×10
-7 M）和BiFC实验证实两者直接结合，且主要定位于细胞质。
**TRIM29与AKR1B10的关键残基K169/E308相互作用**：AlphaFold3预测结合能量为-5.5 kcal/mol，关键残基为TRIM29的K426/D431/R434与AKR1B10的K169/E308。截短和点突变实验表明AKR1B10的106-210和211-316结构域（含K169和E308）与TRIM29结合最强，K169A和E308A突变显著降低结合。泛素突变体实验显示K33R突变显著抑制AKR1B10泛素化，表明K33是TRIM29介导的泛素化位点。
**TRIM29过表达促进AKR1B10降解并减轻MASH进程**：AAV8介导的肝脏Trim29过表达（AAV8-Trim29）显著降低HFHC小鼠肝脏AKR1B10蛋白水平，减轻体重、eWAT、肝脏重量，降低血清ALT/AST/TC，改善肝脏脂肪变性、纤维化和炎症。多组学分析显示Akr1b10敲除主要影响PI3K/AKT/NF-κB信号通路，并激活PI3K-AKT通路。
**COP促进TRIM29依赖的AKR1B10泛素化和降解**：COP在HepG2和Huh7细胞中剂量依赖性地降低AKR1B10蛋白水平，而不影响mRNA，放线菌酮追逐实验显示COP加速AKR1B10降解。该效应被MG132逆转，不被CQ逆转。COP增强AKR1B10与蛋白酶体标志物PSMD2及TRIM29的共定位，敲低TRIM29减弱COP的降蛋白作用。分子对接和动力学模拟显示COP与AKR1B10结合（Kd=1.78×10
-6 M），关键残基ASN-161、CYS-299、GLN-184，结合诱导构象变化。体外Co-IP显示COP增强TRIM29与AKR1B10的结合。
**TRIM29过表达增强COP介导的MASH改善**：与奥贝胆酸（OCA）和齐墩果酸（OA）相比，COP（50和100 mg/kg）显著降低MASH小鼠体重、肝脏重量、血清ALT/AST/TC，并减轻肝脏脂肪变性、炎症和纤维化，效果优于OA和OCA。联合AAV8-Trim29过表达与COP治疗进一步降低AKR1B10水平，改善肝损伤、炎症和纤维化。
讨论部分总结：本研究确立TRIM29/AKR1B10泛素化轴为MASH关键调控机制，并发现天然化合物COP通过增强该轴促进AKR1B10降解，从而发挥治疗作用。研究结论：研究人员的研究描绘了TRIM29/AKR1B10轴作为可药物信号通路，并确定COP为MASH的有前景治疗候选药物。
