多效生长因子缺失对高脂饮食诱导的肝脏代谢疾病具有保护作用，且独立于饮食反应中的性别二态性

《Molecular Biomedicine》：Deletion of Pleiotrophin protects against high-fat diet-induced liver metabolic disease, independently of the sexual dimorphism in dietary response

　　

肥胖是一个全球性健康问题，与代谢综合征及其合并症（如代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）和代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH））的发生发展相关。多效生长因子（PTN）是一种已知在组织再生和能量代谢中发挥作用的细胞因子。然而，其在肝脏代谢中的作用及其在MASLD进展中的角色尚待阐明。在本研究中，研究人员利用雄性及雌性野生型（Ptn^+/+）和PTN缺陷（Ptn^?/?）小鼠，喂饲标准饮食或高脂饮食（HFD）6个月，并结合原代肝细胞和Huh7细胞，探讨了PTN对肝脏代谢的贡献。PTN缺失可保护两种性别免受HFD诱导的体重增加、空腹高血糖、高胰岛素血症、胰岛素抵抗及代谢性炎症。此外，PTN缺乏可预防肝脏脂肪变性，减少甘油三酯积累，并防止肝纤维化。机制上，PTN缺乏与AMPK活化增强、ACC丰度及磷酸化降低、DGAT2表达组成性低下以及AKT信号改变相关。在体外，PTN直接促进原代肝细胞和Huh7细胞中的脂质积累和甘油三酯合成，支持PTN在调节肝细胞脂质代谢中的直接作用。研究结果强调PTN是肥胖期间肝脏脂质代谢、系统性炎症和细胞外基质重塑的关键调节因子。这些发现将PTN确定为MASLD、MASH及相关代谢紊乱的有前景的治疗靶点，并指出了适应性代谢策略中的性别二态性，其中雌性表现出对饮食诱导肥胖所致肝脏损伤更大程度的保护。

该论文发表于《Molecular Biomedicine》，研究人员围绕多效生长因子（PTN）在肥胖相关肝脏代谢疾病中的作用展开研究。肥胖已成为全球性健康问题，常伴随代谢综合征、代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）及代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）。PTN是一种细胞因子，已知参与组织再生和能量代谢，但其在肝脏代谢和MASLD进展中的功能尚不明确。既往研究提示PTN缺失可能对雌性小鼠的肝脏脂肪变性具有保护作用，但该效应能否扩展至雄性及晚期肝损伤（如纤维化）仍不清楚。因此，本研究旨在利用长期高脂饮食（HFD）喂养的雄性和雌性野生型（Ptn^+/+）及PTN缺陷（Ptn^?/?）小鼠，结合原代肝细胞和Huh7细胞模型，系统阐明PTN在肝脏代谢中的病理生理意义，并评估其作为治疗靶点的潜力。

研究人员发现，Ptn缺失在两种性别中均显著保护小鼠免受HFD诱导的体重增加、空腹高血糖、高胰岛素血症和胰岛素抵抗，同时防止肝脏脂肪变性、甘油三酯积累及肝纤维化的发展。机制层面，Ptn缺失激活AMP活化蛋白激酶α（AMPKα），降低乙酰辅酶A羧化酶（ACC）丰度及其磷酸化，维持二酰甘油酰基转移酶2（DGAT2）低表达，并改变蛋白激酶B（AKT）信号。体外实验进一步证实PTN直接促进肝细胞脂质积累和甘油三酯合成，并上调pAKT/AKT比值、下调pACC/ACC比值，支持PTN对肝细胞脂质代谢的直接调控作用。研究还揭示了饮食反应中的性别二态性，雌性小鼠较雄性表现出对肝脏损伤更强的抵抗力。

主要技术方法方面，研究人员使用了雄性及雌性C57BL/6J背景的Ptn^+/+和Ptn^?/?小鼠（每组7只），自3月龄起分别喂饲标准饮食（18% kcal脂肪）或HFD（60% kcal脂肪）6个月。体内检测包括体重及摄食量、空腹血糖/胰岛素、HOMA-IR、丙酮酸耐量试验；血浆ALT、总蛋白及蛋白电泳、Olink炎症因子；肝脏H&E及天狼星红染色评估脂质沉积和纤维化，Folch法提取脂质及薄层色谱分析；Western blot检测AMPKα、ACC、AKT等蛋白及磷酸化水平；qPCR检测Ptn、Mdk及受体mRNA。体外实验分离自Ptn^+/+和Ptn^?/?小鼠的原代肝细胞，并培养人Huh7细胞，以胰岛素和/或重组PTN处理后，通过油红O染色和甘油三酯测定评估脂质积累，Western blot验证信号通路变化。

研究结果分述如下：

**Ptn缺失保护HFD诱导的肥胖并改善葡萄糖稳态**
通过长期监测动物体重、空腹血糖、血浆胰岛素及HOMA-IR，发现HFD喂养的Ptn^+/+小鼠出现明显体重增加和高血糖/高胰岛素血症，而Ptn^?/?小鼠则完全抵抗，且该保护作用不受摄食量影响。丙酮酸耐量试验显示Ptn缺失降低了肝糖异生能力，并减弱HFD诱导的糖异生增强。

**肝脏中Ptn、Mdk及PTN受体mRNA受性别、基因型和饮食差异调节**
qPCR结果显示，HFD仅在雄性Ptn^+/+小鼠中显著上调Ptn和Mdk mRNA，而雌性表达不受饮食影响。PTN受体如syndecan-1（Sdc1）、syndecan-3（Sdc3）、neuropilin（Nrp1）和integrin alpha 1（Itga1）的mRNA水平亦受性别、基因型或饮食的显著调节，提示PTN信号在性别间存在差异。

**Ptn缺乏保护免受HFD诱导的系统性炎症和肝损伤**
血浆ALT活性在HFD喂养的Ptn^+/+小鼠中显著升高，而Ptn^?/?小鼠无此变化。血清蛋白电泳显示HFD仅在Ptn^+/+小鼠中增加α-球蛋白比例并降低白蛋白比例，同时循环肿瘤坏死因子（TNF）和C-C基序趋化因子2（CCL2）水平也仅在Ptn^+/+中升高，表明Ptn缺失可抑制代谢性炎症和肝细胞损伤。

**Ptn缺乏预防HFD诱导的肝脏脂肪变性**
HFD导致雄性Ptn^+/+小鼠肝重及相对肝重显著增加，H&E染色显示明显的肝细胞脂质积累和气球样变，而Ptn^?/?小鼠肝脏形态正常。脂质组学分析显示，Ptn缺失降低了所有酰基甘油（尤其是甘油三酯）的比例，并增加胆固醇和磷脂比例。同时，雄性Ptn^+/+小鼠以微泡性脂肪变性为主，雌性以大泡性为主，而Ptn缺失完全阻止了这些变化。

**Ptn缺失改变肝脏脂质代谢相关蛋白，抵抗HFD诱导的代谢紊乱**
Western blot检测发现，Ptn^?/?小鼠肝脏中AMPKα和AKT蛋白水平升高，ACC蛋白水平显著降低，pAMPKα/AMPKα比值升高而pACC/ACC比值降低。DGAT2蛋白在Ptn^?/?小鼠中呈组成性低表达，且不受HFD影响。HFD仅在Ptn^+/+小鼠中增加pAKT/AKT比值，提示Ptn缺失通过抑制脂肪合成并促进脂肪酸氧化来保护肝脏。

**Ptn缺失减少血管外膜胶原并防止HFD诱导的肝纤维化**
天狼星红染色和偏振光显微镜分析显示，HFD仅在雄性Ptn^+/+小鼠中增加血管外膜总胶原、I型及III型胶原含量及比例，而Ptn^?/?小鼠的胶原沉积减少，即使在高脂应激下仍维持较静息的细胞外基质状态。

**PTN直接诱导肝细胞甘油三酯沉积并逆转PTN缺陷肝细胞的代谢表型**
在原代肝细胞和Huh7细胞中，PTN处理显著增加脂质和甘油三酯含量，与胰岛素作用相当。PTN还上调pAKT/AKT比值并下调pACC/ACC比值，表明其通过激活AKT通路和降低ACC抑制性磷酸化来促进脂质合成。Ptn^?/?原代肝细胞基础脂质含量较低，但PTN处理后脂质积累恢复至接近Ptn^+/+水平。

讨论部分指出，Ptn缺失的保护作用可能源于AMPKα激活和ACC水平降低，导致脂肪合成减少和脂肪酸氧化增强；DGAT2的组成性低表达进一步限制了甘油三酯合成。PTN可能通过syndecan受体激活AKT信号促进脂肪生成，而HFD诱导的Ptn表达上调仅在雄性中发生，与雄性更严重的肝损伤一致。研究还观察到性别二态性，雌性小鼠的适应性代谢策略使其对饮食诱导的肝损伤更具抵抗力，可能与雌激素保护作用有关。研究局限性在于缺乏PTN与这些通路之间因果关系的直接验证，以及性别差异的分子基础需进一步探索。

研究结论可概括为：鉴于肥胖和代谢综合征的全球患病率不断上升，该研究将PTN鉴定为肥胖相关代谢、炎症和肝脏重塑过程的关键调节因子。Ptn缺失可保护小鼠免受HFD诱导的体重增加、全身性炎症、肝脏脂质积累、脂肪变性和肝纤维化。同时，研究揭示了HFD代谢适应中的明显性别二态性，雌性表现出更强的保护作用。这些发现有助于理解相关分子机制，并强调PTN是MASLD、MASH及其他肥胖相关代谢疾病极具前景的治疗靶点。