小分子驱动的LKB1去乙酰化负责抑制NAFLD中的肝脏脂质反应。

Small molecule-driven LKB1 deacetylation is responsible for the inhibition of hepatic lipid response in NAFLD.

作者信息Weiwei Qin, Yu Ding, Wenhao Zhang, Lu Sun, Jianping Weng, Xueying Zheng, Sihui Luo
PMID39755206
发布时间2025-02
DOI10.1016/j.jlr.2024.100740

实验完整度

包含体外细胞模型、HFHC和MCD小鼠模型、RNA-seq、免疫沉淀及抑制剂干预等多层级验证,并完成机制和体内功能验证。

主要模型

L02人肝细胞系 原代小鼠肝细胞 HFHC饮食诱导的NASH小鼠模型 MCD饮食诱导的NASH小鼠模型

重点核对

HFHC模型中曲尼司特给药剂量:25或50 mg/kg,口服,每日一次 MCD模型中曲尼司特给药剂量:50 mg/kg,灌胃,每日一次,持续4周 MCD模型中AMPK抑制剂C-C剂量:20 mg/kg,腹腔注射,每2天一次 PO处理浓度:棕榈酸0.5 mM和油酸1.0 mM 原代肝细胞分离来源:雄性C57BL/6J小鼠(8-10周龄)

摘要

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一种以肝脏异位脂肪积累为特征的进行性疾病,目前尚无FDA批准的药物。新兴证据强调肝脏激酶B1(LKB1)作为关键代谢调节因子在NAFLD中的作用,特别是在应对过量营养水平时。然而,很少有药物被确定能通过靶向LKB1去乙酰化来预防非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的进展。通过对我们内部化学库的全面筛选,我们确定了曲尼司特,一种对棕榈酸/油酸(PO)诱导的脂质沉积具有显著抑制功效的小分子。在本研究中,我们研究了曲尼司特在调节NAFLD中肝脏脂质反应中的新生物学功能和机制,重点关注其在肝细胞内LKB1去乙酰化中的作用。我们的研究结果表明,曲尼司特有效减少了高脂高胆固醇(HFHC)和蛋氨酸胆碱缺乏(MCD)饮食诱导的NASH模型中的肝脏脂肪变性、炎症和纤维化。使用RNA测序的机制分析显示,曲尼司特通过促进LKB1去乙酰化和激活AMPK来减轻肝脏脂质反应。值得注意的是,体内实验表明,在MCD饮食诱导的NASH模型中,曲尼司特的有利效应被已知的AMPK抑制剂化合物C(C-C)逆转,证实曲尼司特对肝脏脂质反应的作用是通过AMPK通路介导的。总之,曲尼司特通过LKB1去乙酰化抑制NAFLD中的肝脏脂质反应,为LKB1在NAFLD中的作用提供了强有力的实验证据。这些发现将曲尼司特定为代谢疾病药物治疗的有前景的候选药物。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
曲尼司特能否通过调节LKB1去乙酰化抑制NAFLD中的肝脏脂质反应及其分子机制是什么?
核心机制
曲尼司特通过促进LKB1去乙酰化激活AMPK通路,从而抑制肝脏脂质沉积、炎症和纤维化。
主要证据
体外实验显示曲尼司特降低PO诱导的脂质积累和炎症因子表达;体内实验显示曲尼司特改善HFHC和MCD饮食小鼠的肝脏脂质沉积和炎症;RNA-seq及免疫沉淀证明曲尼司特通过去乙酰化LKB1激活AMPK,且AMPK抑制剂C-C逆转其效应。
研究意义
研究为LKB1去乙酰化在NASH治疗中的作用提供实验证据,并提示曲尼司特可能作为治疗代谢疾病的候选药物。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

药物筛选与体外活性验证

筛选能抑制PO诱导的肝细胞脂质沉积的候选小分子药物,并验证曲尼司特的体外效应。

在L02细胞和原代肝细胞中,用PO诱导脂质积累,并以不同浓度曲尼司特处理,检测TG、TC、BODIPY染色和炎症因子mRNA表达。

2

HFHC饮食诱导的NASH模型验证

评估曲尼司特对HFHC饮食诱导的肥胖、胰岛素抵抗、肝脏脂质沉积、炎症和纤维化的影响。

小鼠喂食HFHC饮食16周,最后8周每天口服曲尼司特(25或50 mg/kg),检测体重、血糖、胰岛素、肝脏脂质含量、组织染色及相关基因和蛋白表达。

3

MCD饮食诱导的NASH模型验证

验证曲尼司特在MCD饮食诱导的NASH模型中对肝脏脂质沉积、炎症和纤维化的保护作用,并使用AMPK抑制剂C-C验证AMPK通路的必要性。

小鼠喂食MCD饮食4周,同时给予曲尼司特(50 mg/kg)和/或C-C,检测肝脏脂质含量、血清ALT/AST、组织染色、炎症和纤维化相关基因及蛋白。

4

分子机制探究

阐明曲尼司特调节肝脏脂质反应的分子机制,特别是LKB1去乙酰化和AMPK激活。

通过RNA-seq及KEGG分析、Western blot检测AMPK磷酸化、免疫沉淀检测LKB1乙酰化、使用AMPK抑制剂C-C、CaMKK2抑制剂STO-609和LKB1抑制剂Pim1,以及LKB1敲低或突变体,验证机制通路。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
曲尼司特Topscience Co., Ltd.T2690
化合物CTopscience Co., Ltd.T6146
Pim1Topscience Co., Ltd.T5093
STO-609CSNpharm Co., Ltd.CSN19242
BCA蛋白检测试剂盒Thermo Fisher Scientific23225
BODIPYThermo Fisher ScientificD3922
棕榈酸Sigma-Aldrich27734
油酸Sigma-AldrichO1008
油红OSigma-AldrichO1391
无脂肪酸牛血清白蛋白Sigma-AldrichSRE0098
IV型胶原酶Sigma-AldrichC5138
TRIzol试剂InvitrogenAM9738
DAPIInvitrogen10236276001
胰岛素Beyotime BiotechnologyP3375
PMSFBeyotime BiotechnologyST506
DMEM培养基Gibco11965-092
胎牛血清Gibco12483-020
青霉素-链霉素Gibco15140-122
抗F4/80磁珠Miltenyi Biotec130-110-443
LS分离柱Miltenyi Biotec130-042-401
AMPKα1/2 siRNA双链Santa Cruz Biotechnologysc-45312
对照siRNASanta Cruz Biotechnologysc-37007
转染试剂Santa Cruz Biotechnologysc-29528
LKB1 siRNAGenePharma--
高脂高胆固醇饮食Research DietsD09100310
正常标准饲料Research DietsD10001
蛋氨酸胆碱缺乏饮食Research DietsA02082002BR
蛋氨酸胆碱补充饮食Research DietsA02082003B
OneTouch Ultra血糖监测系统----
综合实验室动物监测系统Columbus Instruments--
ImageXpress Micro共聚焦显微镜ZeissLSM080
Nanodrop----
逆转录试剂盒TakaraRR037A
SYBR Green预混试剂盒TakaraRR820A
LightCycler 96系统Roche--
引物Sangon Biotech--
PVDF膜MilliporeIPVH00010
蛋白A/G琼脂糖Thermo Fisher Scientific88802
抗F4/80抗体Cambridgeab6640
ALT检测试剂盒Elabscience BiotechE-BC-K235-M
AST检测试剂盒Elabscience BiotechE-BC-K236-M
TC检测试剂盒Elabscience BiotechE-BC-K109-M
TG检测试剂盒Elabscience BiotechE-BC-K261-M
LDL-C检测试剂盒Elabscience BiotechE-BC-K205-M
胰岛素ELISA试剂盒--E-EL-M1382c

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
体外细胞实验
L02细胞或原代肝细胞,PO处理12小时,曲尼司特浓度(文中未明确说明具体浓度,但不超过30 μM)
阅读提示:Materials and Methods中的Cell culture and primary hepatocyte and Kupffer cells isolation, Lipid accumulation assay; Figure 1 legends
HFHC饮食诱导的NASH模型
C57BL/6J小鼠(6-8周龄),HFHC饮食(D09100310)16周,曲尼司特(25或50 mg/kg)口服每日一次,持续8周
阅读提示:Materials and Methods中的Animals and experimental protocol; Figure 2-4 legends
MCD饮食诱导的NASH模型
C57BL/6J小鼠(6-8周龄),MCD饮食(A02082002BR)4周,曲尼司特(50 mg/kg)灌胃每日一次,C-C(20 mg/kg)腹腔注射每2天一次,持续4周
阅读提示:Materials and Methods中的Animals and experimental protocol; Figure 5和7 legends
AMPK通路验证
L02细胞或原代肝细胞,PO处理12小时,曲尼司特30 μM,STO-609(5 μM)或Pim1(10 μM)处理,LKB1敲低或突变体
阅读提示:Materials and Methods中的AMPK and LKB1 mutation and knockdown; Figure 6 legends