《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》:Sinusoidal endothelial cells orchestrate liver inflammation and lipid metabolism via USP12/CD36 axis being the target of celastrol therapy
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•雷公藤甲素显著改善非肥胖模型中饮食诱导的MASH。•肝窦内皮细胞(LSECs)中的CD36特异性介导雷公藤甲素对肝脏炎症和脂质转运的影响。•雷公藤甲素通过抑制LSECs中的USP12促进CD36的泛素化介导降解。•USP12和CD36在人类MASH肝脏中的平行上调强调了其临
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雷公藤甲素显著改善非肥胖模型中饮食诱导的MASH。
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肝窦内皮细胞(LSECs)中的CD36特异性介导雷公藤甲素对肝脏炎症和脂质转运的影响。
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雷公藤甲素通过抑制LSECs中的USP12促进CD36的泛素化介导降解。
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USP12和CD36在人类MASH肝脏中的平行上调强调了其临床相关性。
引言
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的一种更为严重的形式,其特征表现为肝脏脂质堆积、炎症浸润、肝细胞损伤以及不同程度的纤维化[1]。随着疾病进展,多达20%的MASH患者会发展为肝硬化,10%的患者死于肝功能衰竭或肝细胞癌(HCC),后者是肝脏相关死亡的主要原因[2]。据报道,2015年至2030年间MASH的患病率预计将增加63%[3]。因此,探索MASH的发生发展机制并开发有效的MASH治疗方法,对于预防疾病进展至关重要。
临床上已认识到,尽管MASH通常伴随肥胖,但相当一部分患者并不肥胖甚至偏瘦,即瘦型/非肥胖(L/NO)代谢功能障碍相关脂肪性肝病[4],[5],[6],[7]。这表明肝脏脂质代谢和炎症并不总是与肥胖相伴发生。本课题组及近期研究显示,雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook F.)的主要活性成分之一雷公藤甲素(Cel)可显著改善高脂饮食诱导的肥胖[8],[9]。然而,MASH发病的关键决定因素以及雷公藤甲素对肝脏的潜在直接作用及其相应机制仍不清楚。
肝细胞的异质性凸显了MASH的复杂发病机制。肝脏由多种功能不同的细胞类型组成,主要包括肝细胞、内皮细胞、库普弗细胞和肝星状细胞。这些细胞协同作用以维持肝脏代谢、解毒、免疫和分泌等功能。从单纯脂肪变性向脂肪性肝炎的转变是决定脂肪肝疾病最终临床预后的关键因素,无论个体是否肥胖。
在本研究中,利用CDAHFD诱导的非肥胖MASH模型,我们发现雷公藤甲素可显著改善肝脏脂质代谢和炎症。在此基础上,我们进一步探究了雷公藤甲素的作用机制。尽管我们之前的研究已证实雷公藤甲素可调节肠道菌群[8],但我们首先排除了该机制是其改善MASH效果的原因。通过对参与肝脏脂质代谢通路的基因进行筛选,我们鉴定并验证了CD36——一种与脂质代谢和炎症均相关的清道夫受体——是MASH进展中的关键分子。此外,单细胞RNA测序数据分析和肝脏组织的免疫组化染色显示,CD36主要定位于肝窦内皮细胞(LSECs),而非肝细胞或其他肝细胞类型。雷公藤甲素通过选择性抑制LSECs中的CD36来抑制肝脏趋化因子表达和脂质蓄积。具体而言,鉴定出USP12是雷公藤甲素通过促进CD36泛素化及其后续蛋白酶体降解而下调CD36的关键介质。这种降解一方面通过抑制p65磷酸化来抑制NF-κB信号通路,从而减少趋化因子的产生;另一方面调节LSECs中CD36介导的脂肪酸代谢,这可能影响肝脏脂质稳态。LSECs中这些以CD36为核心的机制奠定了雷公藤甲素改善肝脏炎症和脂肪变性的疗效基础。
本研究揭示了MASH进展过程中的肝脏细胞异质性,并证明靶向LSECs中的USP12/CD36轴是治疗MASH的一种策略,为开发雷公藤甲素及相关靶向药物提供了理论依据。
章节摘要
通过CDAHFD建模MASH及药物治疗
将12周龄雄性C57BL/6J小鼠饲喂胆碱缺乏、L-氨基酸定义的高脂饮食(CDAHFD)(TP36225MCD,TROPHIC Animal Feed High-Tech Co. Ltd.,中国)以诱导MASH,而以MCS饮食(TP36225MCS,TROPHIC Animal Feed High-Tech Co. Ltd.,中国)喂养的小鼠作为对照。在启动CDAHFD诱导的MASH模型的同时,干预组小鼠接受每日腹腔注射雷公藤甲素(S1290,Selleck,中国)。剂量(1 mg/kg/天)的选取依据为
雷公藤甲素显著改善CDAHFD诱导的肝脏脂质代谢紊乱和炎症
首先,我们使用CDAHFD诱导的MASH模型评估了雷公藤甲素的疗效。模型组未观察到肥胖,且雷公藤甲素未显著改变这些小鼠的体重(图1A)。然而,雷公藤甲素治疗组的小鼠肝脏重量和肝体比显著降低(图1B-C)。模型小鼠表现出明显的肝脏肿大和色泽苍白,而雷公藤甲素治疗组的肝脏形态恢复至接近正常水平(图1D)。苏丹红O(ORO)染色
讨论
若未及时治疗并允许进展,肝脏脂肪变性和炎症可能导致不可逆的后果。多项研究,包括我们之前的研究,已证明雷公藤甲素可改善高脂饮食诱导的肥胖,同时对肝脏脂肪变性具有显著的治疗作用[8]。尽管已知其益处,但其改善脂质代谢紊乱和炎症的确切机制仍不完全清楚。本研究提出了几项新的贡献:首先,
结论
总之,我们的研究表明,雷公藤甲素通过一种涉及靶向抑制LSECs中USP12表达的机制对MASH发挥强效治疗效果。这种抑制促进了CD36蛋白的泛素化介导降解,同时减少LSECs中的脂质蓄积并抑制NF-κB(p65)磷酸化,从而减弱下游趋化因子和炎症因子的表达和分泌。本研究证明了
CRediT作者贡献声明
华华(Hu Hua):撰写——审阅与编辑,撰写——初稿,经费获取,数据管理,概念构思。朱文平(Wenping Zhu):资源,方法学。孙雷(Le Sun):监督,资源,方法学。任颖(Ying Ren):资源,方法学。李娟娟(Juanjuan Li):资源,方法学。金禄(Lv Jin):资源,方法学。季勇(Yong Ji):资源,方法学。王旭(Xu Wang):资源,方法学。顾伟(Wei Gu):资源,方法学。周春雷(Chunlei Zhou):资源,方法学。孙真真(Zhenzhen Sun):资源,方法学,数据管理,
伦理声明
所有参与者或其法定代表均已书面知情同意参加本研究并同意发表本文。已尊重参与者的隐私权。
本研究包含器官或组织捐献者。本研究包含人体生物样本,已获捐献者、其近亲或法定代表的同意用于本研究及论文发表。本研究使用的样本并非来源于被执行的
致谢
本研究得到以下基金资助:国家重点研发计划(项目编号:2019YFA0802702);南京市卫生健康科技发展基金(项目编号:YKK22168);以及江苏省研究生科研与实践创新计划(项目编号:JX12214136)。
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