ACSS2-KAT5复合物驱动的组蛋白巴豆酰化协调促炎程序以促进MASLD向MASH的转变

ACSS2-KAT5 complex-driven histone crotonylation orchestrates a pro-inflammatory program to promote the transition from MASLD to MASH.

作者信息Xiao Wen, Keyan Wu, Mengyao Wang, Zihan Ma, Tao Wang, Jing Zhang, Bei Wang, Siyuan Chen, Jingyi Wang, Siyue Chen, Fan Yang, Chuwei Liu, Xianyang Chen, Lu Deng, Yafan Cheng, Qing Robert Miao, Baofa Sun, Xiongzhong Ruan, Kai Li, Yajun Duan, Wenquan Hu
PMID42649158
发布时间2026-07-25
DOI10.1038/s41467-026-75819-7

实验完整度

高

含患者肝组织、多种小鼠MASH模型、原代肝细胞与细胞系,并进行基因敲除/过表达、机制验证及药物干预

主要模型

MASH患者肝组织样本(正常对照、MASLD、MASH) 肝细胞特异性Acss2敲除(Acss2-HKO)小鼠及Acss2-Flox对照小鼠 HFFD/MCD/CCL4诱导的MASH小鼠模型 MIHA、HEK293T、AML12细胞系及小鼠原代肝细胞

重点核对

HFFD喂养16周,NCD为对照;Acss2-Flox与Acss2-HKO分组,n=6-8 AAV8尾静脉注射剂量5×10¹¹ VG/只,100 μL,随后HFFD 16周 ACSS2抑制剂25 mg/kg腹腔注射,每周3次,持续8周 Navitoclax 50 mg/kg口服灌胃,隔天一次,MCD最后2周 PA处理浓度与时间(剂量和时间依赖性实验)及CCL4 2 ml/kg腹腔注射,每周3次,共8周

摘要

炎症是代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)向代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)进展的关键驱动因素,MASH是一种侵袭性亚型,与显著的肝脏相关死亡率相关。然而,肝脏炎症启动和持续存在的分子机制仍知之甚少。在此,我们证明了肝脏乙酰辅酶A合成酶短链家族成员2(ACSS2)在MASH中具有以前未被认识的作用,显示ACSS2在患者中的上调通过作为表观遗传调节因子加剧MASH进展,而不依赖于其经典的脂肪生成作用。机制上,ACSS2与赖氨酸乙酰转移酶5(KAT5)形成复合物,通过组蛋白巴豆酰化上调同种异体移植炎症因子-1(AIF1)转录,从而诱导肝脏炎症,随后导致衰老肝细胞的异常积累,进一步增强了促炎细胞因子的产生。这最终启动了慢性炎症的恶性循环,直接促进了从单纯脂肪变性向MASH的进展。因此,我们的工作揭示了ACSS2在促进MASLD向MASH转变中的机制明确且关键的作用,突显了其作为有力治疗靶点的潜力。

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
ACSS2是否以及如何通过表观遗传机制驱动肝脏炎症,从而促进MASLD向MASH的转变。
核心机制
ACSS2与KAT5形成复合物,通过组蛋白巴豆酰化(H3K18cr、H3K27cr)上调AIF1转录,诱导肝脏炎症和肝细胞衰老,衰老肝细胞释放SASP进一步放大炎症,形成慢性炎症恶性循环。
主要证据
患者肝组织IHC显示ACSS2和AIF1在MASH中上调;肝细胞特异性Acss2敲除小鼠在HFFD、MCD和CCL4模型中炎症、衰老和损伤减轻;ACSS2过表达加重MASH;Co-IP、PLA、ChIP-qPCR和EMSA证实ACSS2-KAT5复合物结合AIF1启动子并介导组蛋白巴豆酰化;AIF1过表达可逆转Acss2-HKO的保护作用;ACSS2抑制剂和Navitoclax改善MASH表型。
研究意义
揭示了ACSS2/KAT5-AIF1轴作为连接组蛋白巴豆酰化与MASH核心病理的新机制,提示ACSS2可作为抑制MASLD向MASH转变的潜在治疗靶点。

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

临床样本与公共数据集中ACSS2表达分析

验证ACSS2在MASH患者和公共队列中是否上调并与炎症相关。

分析HPA数据库、公共scRNA-seq数据、GSE89632和GSE59045数据集;对正常对照、MASLD和MASH患者肝组织切片进行ACSS2免疫组化染色。

2

HFFD诱导MASH小鼠模型中ACSS2表达验证

验证ACSS2在饮食诱导MASH小鼠肝脏中是否上调。

用NCD或HFFD喂养小鼠,进行IHC和Western blot检测ACSS1/2/3蛋白水平。

3

体外PA处理肝细胞中ACSS2表达与功能验证

验证PA是否剂量和时间依赖性上调ACSS2,以及ACSS2敲低对炎症因子的影响。

用不同浓度PA处理小鼠原代肝细胞和MIHA细胞,Western blot检测ACSS1/2/3;siRNA敲低ACSS2后qPCR检测Il-1、Il-6、Tnfα、Mcp1。

4

肝细胞特异性Acss2敲除小鼠在HFFD/MCD/CCL4模型中的表型验证

验证肝细胞ACSS2缺失是否减轻MASH进展。

构建Acss2-HKO小鼠,在HFFD、MCD和CCL4模型中评估肝脏表型、代谢指标、炎症、纤维化和衰老标志物。

5

AAV8介导的ACSS2过表达对MASH进展的影响

验证恢复ACSS2表达是否加重HFFD诱导的MASH。

通过尾静脉注射AAV8-Acss2或AAV8-control,随后HFFD喂养16周,评估肝脏损伤、代谢和炎症指标。

6

RNA-seq分析ACSS2缺失后的转录组变化

揭示ACSS2驱动MASH的潜在机制。

对HFFD喂养的Acss2-Flox和Acss2-HKO小鼠肝脏进行RNA-seq,进行KEGG、GSEA和GO富集分析,筛选差异基因。

7

AIF1作为ACSS2下游效应分子的验证

验证AIF1是否介导ACSS2对炎症和衰老的调控。

在PA处理的MIHA细胞和原代肝细胞中进行ACSS2和AIF1敲低/过表达,检测炎症因子和衰老标志物;在Acss2-HKO小鼠中通过AAV8过表达AIF1,评估表型逆转。

8

ACSS2-KAT5复合物及组蛋白巴豆酰化机制验证

阐明ACSS2如何通过KAT5介导的组蛋白巴豆酰化调控AIF1转录。

LC-MS鉴定ACSS2相互作用蛋白,Co-IP、PLA和免疫荧光验证ACSS2-KAT5相互作用;ChIP-qPCR检测KAT5、H3K18cr和H3K27cr在AIF1启动子的富集;EMSA验证复合物与启动子结合;使用S267A/S267D突变体和U0126抑制ERK。

9

ACSS2抑制剂在HFFD诱导MASH模型中的药效评估

评估药理学抑制ACSS2对MASH的治疗潜力。

HFFD喂养8周后,随机给予ACSS2i(25 mg/kg)或vehicle腹腔注射,每周3次,继续HFFD 8周,评估代谢、肝脏损伤、炎症和衰老指标。

10

Navitoclax清除衰老肝细胞对ACSS2过表达诱导MASH的影响

验证衰老肝细胞是否驱动ACSS2过表达诱导的MASH进展。

Acss2-Flox小鼠注射AAV8-Acss2后MCD喂养4周,最后2周口服Navitoclax(50 mg/kg,隔天一次),评估肝脏损伤、炎症和衰老。

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
ACSS2单克隆抗体Proteintech16087-1-AP
杜尔贝科改良伊格尔培养基(DMEM)GibcoC11965500BT
DMEM/F12培养基Gibco11330032
胎牛血清Biological Industries04-010-1 A
青霉素-链霉素BiosharpBL505A
高脂饮食(60%脂肪)Research DietsD12492
棕榈酸Sigma‒AldrichP9767
牛血清白蛋白和无脂肪酸白蛋白(BSA)BBI Co., Ltd.9048-46-8
ACSS2抑制剂Selleck ChemicalsS8588
IV型胶原酶BiosharpBS165-1 g
Percoll细胞分离液BiosharpBS909
Lipofectamine™ RNAiMAX转染试剂Thermo Fisher Scientific13778150
Lip2000转染试剂BiosharpBL623D
MolPure®无内毒素质粒大提试剂盒Yeasen Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd.19036ES10
DAB底物试剂盒ZSGB-BIOZLI-9019
Fc受体阻断剂BD Pharmingen553141
CD45抗体BD Pharmingen557659
CD11b抗体BD Pharmingen562950
Ly6G抗体BD Pharmingen551460
天冬氨酸转氨酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC010-2-1
丙氨酸转氨酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC009-2-1
甘油三酯检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA110-1-1
TNFα ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E04741m
IL-6 ELISA试剂盒RuixinbioSYPM1543
PrimeScript逆转录试剂盒TakaraRR037A
2×SP qPCR预混液BiogroundBG0014
核蛋白提取试剂盒Jiangsu KeyGEN Bio TECHKGB5302-50
化学发光EMSA试剂盒BeyotimeGS009
Protein A/G PLUS琼脂糖珠Santa Cruzsc-2003
抗DYKDDDDK磁珠GenScriptL00835-1
SimpleChIP®酶法染色质IP试剂盒Cell Signaling Technology9005
乙酰辅酶A ELISA试剂盒JINGMEI BIOTECHNOLOGYJM‑11689M2
三磷酸腺苷BeyotimeD7378
辅酶AShanghai yuanye Bio-Technology Co., LtdS35669
醋酸钠SigmaS8750
Navitoclax(ABT-263)AladdinA276560
羧甲基纤维素钠(CMC-Na)Shanghai Winherb Medical Science Co., Ltd.STL007-100g

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
HFFD诱导MASH模型
HFFD配方(60 kcal%脂肪,饮水中30%果糖)和喂养时长16周;NCD对照配方(D12450J);小鼠年龄8-10周,性别(雄/雌),每组n=6-8
阅读提示:Methods中MASH model小节及Fig. 2A图注
AAV8介导的基因过表达
AAV8血清型、剂量5×10¹¹ VG/只、尾静脉注射体积100 μL、注射后HFFD喂养16周;AAV8-Control对照
阅读提示:Methods中MASH model小节及Fig. 5A、Fig. 8A图注
ACSS2抑制剂给药
ACSS2i剂量25 mg/kg、腹腔注射、每周3次、持续8周;HFFD预喂养8周后开始给药;vehicle对照
阅读提示:Methods中MASH model小节及Fig. 7A图注
Navitoclax清除衰老肝细胞
Navitoclax剂量50 mg/kg、口服灌胃、隔天一次、MCD喂养最后2周;溶媒0.5% CMC-Na;MCD喂养4周
阅读提示:Methods中Navitoclax administration in MCD-fed mice小节及Fig. 8A图注
PA处理细胞模型
PA浓度和时间依赖实验的具体浓度与时间:文中未明确说明;PA处理时长24 h(代谢流分析);细胞类型(MIHA、原代肝细胞、AML12)
阅读提示:Fig. 1J图注、Methods中Metabolic flux analysis小节
ChIP-qPCR检测AIF1启动子富集
AIF1启动子区域−1199至−1100;抗体(KAT5、H3K18cr、H3K27cr、H3);IgG阴性对照;MIHA细胞Si-Acss2敲低
阅读提示:Fig. 6J-K图注及Results中对应段落