Research progress of acetylation in the pathogenesis of MASLD
-
摘要:
代谢功能障碍相关脂肪性肝病（metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD）是全球最常见的慢性肝病病因，其发病机制复杂，导致新药研发困难。蛋白乙酰化修饰作为一种常见的翻译后修饰，参与调控蛋白质稳定性、酶活性及其亚细胞定位，广泛发生于MASLD相关的脂质代谢、炎症反应和氧化应激等病理生理过程。本文对相关蛋白质乙酰化修饰异常改变在MASLD中的作用机制进行了综述，分析了基因表达数据库（gene expression omnibus, GEO）中MASLD患者肝组织中（去）乙酰化酶的表达水平并讨论了相关酶在动物模型的表达变化及作用机制，进一步探讨了靶向蛋白乙酰化修饰治疗MASLD的可行性，为MASLD药物研发提供新思路。
-
关键词:
- 代谢功能障碍相关脂肪性肝病 /
- 代谢功能障碍相关脂肪性肝炎 /
- 乙酰化 /
- 乙酰化酶
Abstract:Metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD) is the most prevalent cause of chronic liver disease worldwide, and its intricate pathogenesis presents challenges in the development of new drugs. As a common way of post-translational modification, acetylation regulates protein stability, enzyme activity, and subcellular localization, occurring extensively in MASLD-associated processes such as lipid metabolism, inflammatory response, and oxidative stress. In this paper, we comprehensively review the mechanism of acetylation in MASLD, analyze the expression levels of acetylases in liver tissues of MASLD patients from the gene expression omnibus (GEO), discuss the changes in relevant enzyme expression and mechanisms in animal models, and further explore the feasibility of targeting acetylation for MASLD treatment, in the hope of offering a new perspective for advancing drug discovery in the field of MASLD.
-
1. 代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）
非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD）是与代谢异常和胰岛素抵抗密切相关的一组慢性应激性肝脏疾病，包括以脂肪积聚为特征的非酒精性单纯脂肪肝，伴有肝细胞损伤和炎症的非酒精性脂肪性肝炎及其相关肝硬化和肝细胞癌[1]。随着对NAFLD发病机制的深入理解，国际专家将其更名为“代谢功能障碍相关脂肪性肝病”（metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD），以强调超重或肥胖、2型糖尿病以及代谢功能障碍对脂肪性肝病的重要作用[2]。目前，MASLD的全球患病率高达32.4%，病死率也在逐年上升。据预测，到2030年，中国、英国和美国等国家MASLD的患病率将增加56%，成为全球肝脏相关死亡增长最快的病因[3]。另外，越来越多的证据表明MASLD是一个累及多系统的复杂疾病，会显著增加2型糖尿病[4]、心血管疾病以及慢性肾脏疾病的患病风险[5]。高发病率、高增长率和多并发症使MASLD成为全球卫生系统的巨大负担。
1.1 MASLD的发病机制
作为脂质稳态的中枢调节器官，肝脏中脂肪酸的从头合成、脂肪酸摄取、极低密度脂蛋白分泌以及脂肪酸β氧化4种脂质代谢途径受到严密调控，维持着肝脏脂质的动态平衡。暴饮暴食、缺乏运动等生活方式使机体产生持续能量过剩，肝脏脂质的动态调节逐渐失衡，导致脂肪过度积累形成单纯性脂肪肝[6]。
肝细胞脂质堆积诱发线粒体功能障碍、内质网应激和还原型辅酶Ⅱ氧化酶激活，胞内大量活性氧释放产生氧化应激。在脂质代谢紊乱和氧化应激的双重打击下，肝细胞中的模式识别受体，例如核苷酸结合寡聚化结构域Toll样受体，感知持续产生的病原体相关分子模式、危险相关分子模式和脂质代谢物，触发多个下游免疫反应信号，如MAPK-JNK和NF-κB等，导致肝细胞损伤和肝脏炎症[7−8]。另外，当脂肪酸毒性引起炎症和肝细胞损伤时，肝星状细胞被激活，转分化为增殖性、迁移性和收缩性肌成纤维细胞，促进纤维化相关基因的转录增强，且分泌更多胶原蛋白，并导致肝脏纤维化[9]。早期的单纯性脂肪肝隐匿性强，患者无明显症状，加之现阶段缺乏有效的治疗方案和动态生物标志物，错失可逆治疗期。约20%的患者诊断为代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（metabolic dysfunction–associated steatohepatitis, MASH），且约20%的MASH患者确诊时已经伴有2级以上的肝纤维化[10]，一旦进展到后期，可恶化为肝癌，甚至是肝衰竭，患者的生存率大幅下降。
1.2 MASLD的治疗靶点及手段
由于疾病的复杂性，目前尚无广泛应用于临床的有效治疗手段，生活方式干预仍然是治疗MASLD的首选措施。目前，MASLD治疗药物的研发重点在于减轻或逆转脂肪变性和炎症，以及改善纤维化。2024年3月14日，一款名为瑞司美替罗（resmetirom）的药物获批上市，用于治疗伴有中晚期肝纤维化的MASH患者，是FDA批准的首个治疗MASH的药物。在MASH患者的肝组织中，甲状腺激素受体β（thyroid hormone receptor beta, THR-β）功能受损，引发线粒体功能障碍及脂肪酸代谢异常，导致肝脏的炎症和纤维化加重[11]。瑞司美替罗是一款靶向肝脏THR-β的选择性激动剂，可减轻肝脏脂肪堆积，缓解MASH、炎症和纤维化[12]。处于Ⅲ期/Ⅳ期临床试验的在研药物也备受关注（如表1），主要包括以下3类：（1）靶向糖/脂肪代谢靶点的药物，如硬脂酰辅酶A去饱和酶抑制剂Aramchol，胰岛素增敏剂MSDC-0602K；（2）改善炎症反应的药物，如C-C 趋化因子配体双拮抗剂西尼昔洛韦（cenicriviroc）和半乳糖凝集素-3抑制剂belapectin；（3）靶向细胞凋亡调节信号的药物，如凋亡信号调节激酶1抑制剂司隆色替（selonsertib）[13−14]。由于对MASLD的致病机制和亚型分类理解不足、MASH患者用药阶段肝脏病理差异化以及进展速度不一致性等原因，MASLD新药研发的失败率仍旧很高。
表 1 MASLD的临床Ⅲ/Ⅳ期在研药物治疗途径 药物名称 类 型 临床分期 新陈代谢[13] Aramchol SCD-1抑制剂 Ⅲ MSDC-0602K 胰岛素增敏剂 Ⅲ Semaglutide GLP-1R激动剂 Ⅳ Dulaglutide GLP-1R 激动剂 Ⅳ Obeticholic acid FXR激动剂 Ⅲ Elafibranor PPARα/δ双重激动剂 Ⅲ Saroglitazar PPARα/δ双重激动剂 Ⅳ Lanifibranor PPAR激动剂 Ⅲ Erugliflozin SLGT-2抑制剂 Ⅳ Empagliflozin SLGT-2抑制剂 Ⅳ 炎症反应[14] Cenicriviroc CCR2/CCR5双拮抗剂 Ⅲ Belapectin GAL-3抑制剂 Ⅲ 细胞凋亡[15] Selonsertib ASK-1抑制剂 Ⅲ SCD-1：硬脂酰辅酶A去饱和酶1；GLP-1R：胰高血糖素样肽1受体；FXR：法尼醇X受体；PPAR：过氧化物酶体增殖物激活受体；SLGT-2：钠-葡萄糖协同转运蛋白2；CCR2/CCR5：C-C 趋化因子配体2型和5型；GAL-3：半乳糖凝集素-3；ASK-1：凋亡信号调节激酶1 2. 乙酰化修饰及其生物学功能
蛋白质是各种细胞功能的执行者，蛋白翻译后修饰则是其高效有序地执行重要生命活动的关键调控机制。常见的翻译后修饰包括磷酸化、乙酰化和泛素化等。其中，乙酰化通过多种机制影响蛋白质功能，包括调节蛋白质稳定性、酶活性和亚细胞定位等[16]。蛋白质乙酰化主要分为3类（如图1）：（1）N-乙酰化，发生在多肽N端。在N端乙酰转移酶（N-terminal acetylation, NAT）的催化下，来源于乙酰辅酶A的乙酰基连接到多肽N末端的α-氨基上，为不可逆过程；（2）K-乙酰化，发生在赖氨酸ε-氨基上，由赖氨酸乙酰转移酶（lysine acetyltransferase, KAT）和赖氨酸脱乙酰酶（lysine deacetylases, KDACs）动态调控，是可逆过程；（3）O-乙酰化，发生在丝氨酸或苏氨酸的羟基侧链上，是可逆过程，仅发生在少数真核生物中[17]。
调节N-乙酰化的NAT家族有12个成员，编号A~F。而调节K-乙酰化的KATs主要分为3个家族：①GCN5家族，包括GCN5、PGC7和HAT1等；②MYST家族，包括MYST1、MYST2和MYST3等；③P300/CBP，包括P300、CBP和TAF1等[18]。另外，去乙酰化由Zn2+依赖的RPD3/HDA1家族和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide, NAD）依赖的SIRTs家族催化[19]。
在机体中，乙酰化修饰广泛参与调节细胞的增殖、衰老和凋亡、DNA损伤修复（DNA damage response, DDR）、代谢以及炎症反应等多种细胞活动，对代谢过程和能量稳态的维持至关重要，其生物学功能主要包括以下4项。
2.1 DNA损伤修复
开放的染色质结构是DDR的前提。当细胞感知到DNA损伤刺激时，DDR周围的组蛋白迅速发生乙酰化，染色质松弛开放，推进DNA修复进程。另一方面，许多参与DDR的蛋白都发生乙酰化修饰。例如，多聚ADP-核糖聚合酶的乙酰化加快了DNA损伤发生时ADP-核糖聚合物的合成以及DNA修复蛋白在DNA病变部位的募集，促进DNA修复及染色质稳态[20]。
2.2 代 谢
乙酰化修饰通过直接和间接两个途径参与细胞代谢的调控。一方面，代谢酶发生乙酰化修饰并被激活，对下游代谢物进行直接调控。如糖异生限速酶的乙酰化水平降低会引起葡萄糖异常升高。另一方面，某些组蛋白、转录因子的乙酰化会影响到代谢相关基因的表达，进而对代谢产生间接的调控作用。如叉头转录因子A2（FOXA2）被组蛋白乙酰转移酶p300乙酰化后上调参与β氧化和生酮基因的表达[21]。
2.3 细胞增殖和衰老
细胞增殖和衰老都需要上调组蛋白乙酰化来激活基因转录。如激活转录因子5 （ATF5）的反应元件SRE发生H3K14修饰后，会激活早期生长应答基因1（Egr-1）的转录，促进细胞增殖与存活[22]。而赖氨酸乙酰化转移酶7（KAT7）耗竭可以挽救衰老人原代肝细胞基因的异常表达变化，从而延缓小鼠的肝细胞衰老，提高老年小鼠寿命[23]。
2.4 炎 症
人类几乎所有疾病的发生发展都伴随着炎症反应。当机体受到外界的物理、化学或生物刺激以及脂肪堆积，血糖失衡等内源性刺激时，巨噬细胞等前哨细胞产生组胺、白介素等炎症介质，激活宿主炎症反应。多项研究表明，乙酰化修饰同样影响着炎症的发生发展。例如，脂多糖诱导Raw264.7细胞炎症后，乙酰化修饰组学分析共定量到
1586 个乙酰化修饰蛋白和3208 个修饰位点，小檗碱可通过降低其中p65 K310的乙酰化修饰来抑制NF-κB活性，发挥抗炎作用[24]。另外，组蛋白去乙酰化酶3（histone deacetylase 3, HDAC3）在巨噬细胞炎症过程中，去羟酰辅酶A脱氢酶K303位点的乙酰基，增强糖酵解代谢，抑制线粒体氧化磷酸化，促进白介素1β的成熟加工[25]。3. 蛋白乙酰化修饰在MASLD中的作用
随着对MASLD研究的持续深入，越来越多的证据表明，MASLD相关的葡萄糖和脂质代谢、炎症反应，昼夜节律和氧化应激等生理过程中存在广泛的蛋白乙酰化动态修饰（如图2），但目前乙酰化/去乙酰化修饰在MASLD的发生、发展和治疗中的作用并未得到充分认识，因此靶向蛋白乙酰化治疗MASLD的策略依然面临诸多挑战。
![]()
图 2 MASLD中的蛋白乙酰化/去乙酰化修饰（By Figdraw）ChREBP：碳水化合物反应性元件结合蛋白；LDHB：乳酸脱氢酶B；FOXO1：叉头框蛋白O1；ACSL5：长链脂酰辅酶A合成酶5；ACLY：ATP-柠檬酸合酶；MnSOD：锰超氧化物歧化酶；TNF-α：肿瘤坏死因子-α；CCL2：趋化因子配体23.1 MASLD糖脂代谢相关蛋白的乙酰化修饰
MASLD通常起源于脂质代谢失衡，营养过剩、脂肪细胞功能障碍以及胰岛素抵抗等破坏肝内脂质稳态的因素都会诱发MASLD。糖脂代谢相关蛋白的乙酰化修饰是推动MASLD发展的重要因素。
3.1.1 ChREBP
作为糖酵解和脂肪生成基因的转录激活剂，碳水化合物反应性元件结合蛋白（carbohydrate response element binding protein, ChREBP）参与了小鼠肝脂肪变性。研究发现，p300在Lys672处乙酰化ChREBP，增强了其与靶基因DNA的结合，诱导糖酵解和脂肪生成基因转录，如L-丙酮酸激酶、脂肪酸合酶和乙酰辅酶A羧化酶，导致肝脂肪变性、炎症和胰岛素抵抗的发展。并且通过SIK2介导的Ser89磷酸化下调p300活性使ChREBP靶基因表达显著降低，可有效改善小鼠的肝脂肪变性以及炎症[26]。
3.1.2 ACSL5
长链脂酰辅酶A合成酶5（acyl-CoA synthetase long-chain family member 5, ACSL5）在肝脏中催化长链脂肪酸形成脂肪酰辅酶A，介导脂质合成和β氧化。在多个肝细胞系中，饱和脂肪酸积累增强SIRT6向胞质的易位，催化ACSL5的K98、K361和K367发生去乙酰化，促进脂肪酸氧化并减少肝细胞中脂肪和甘油三酯的积累；在MASLD小鼠肝脏中，胞质SIRT6增加，ACSL5的K361位点乙酰化水平降低，且注射去乙酰化的ACSL5病毒载体可改善肝脏脂质积累、降低血清以及肝脏的甘油三酯，游离脂肪酸以及胆固醇水平，保护小鼠肝脏[27]。
3.1.3 TUFM
死亡因子4样蛋白1（mortality factor 4-like protein 1, 也称MRG15）是脂质代谢基因节律激活和肝脏脂质合成相关基因的主要转录调控因子，甾醇调节元件结合转录因子1、脂肪酸合酶以及ATP-柠檬酸合酶（ATP-citrate synthase, ACLY）等多个参与脂肪从头合成的基因被鉴定为MRG15的直接靶标[28]。有研究发现，MASH患者和小鼠肝脏中的MRG15蛋白水平升高。MASH肝脏中的炎症因子通过增加MRG15的乙酰化来稳定MRG15，大量MRG15与线粒体外膜结合，与线粒体Tu翻译延伸因子（Tu translation elongation factor, TUFM）相互作用并使其K82和K91位点去乙酰化。去乙酰化的TUFM会被线粒体ClpXP蛋白酶系统加速降解，作为线粒体自噬和宿主免疫反应的关键调节因子，肝脏TUFM的减少会导致有丝分裂吞噬功能受损、氧化应激增加以及NLRP3炎症小体通路激活，从而推动单纯性脂肪肝到MASH的进展。因此，阻止肝脏TUFM的去乙酰化或减弱MRG15的表达可改善MASH[29]。
3.1.4 ACLY
ACLY是脂肪酸生物合成途径的关键酶。据报道，其在Lys 540、Lys 546和Lys 554位点发生的乙酰化修饰会增强其自身的稳定性，ACLY的去乙酰化过程由SIRT2介导[30]。有研究发现，患有MASLD的小鼠和人类肝脏中ACLY蛋白及其Lys 554乙酰化水平升高，SIRT2蛋白表达降低。ACLY蛋白Lys 554位点的乙酰化促进了高糖处理的AML12细胞和高脂高糖饮食喂养小鼠肝脏中的脂质积累，通过位点突变或过表达SIRT2破坏ACLY在Lys 554的乙酰化修饰可抑制肝脂肪变性，延缓MASLD的进展[31]。
3.2 MASLD炎症相关蛋白的乙酰化修饰
肝脏炎症的发生是单纯性脂肪肝向MASH发展的关键病理变化。脂肪堆积引起的肝细胞代谢功能障碍和损伤、氧化应激以及线粒体功能障碍等都会导致炎症信号的释放，免疫反应诱发肝细胞进一步损伤，从而形成恶性循环和坏死性炎症。
3.2.1 CCL2/TNF-α
肾母细胞瘤1关联蛋白（recombinant wilms tumor 1 associated protein, WTAP）是一种核蛋白，通过调节RNA的剪接或N6-甲基腺苷RNA修饰参与多个生理病理过程，如细胞增殖、白色脂肪生成和肿瘤发生等。WTAP在MASH进展中综合调控脂肪营养障碍、脂质沉积和炎症反应。在HDAC1的参与下，肝脏WTAP引起胰岛素样生长因子结合蛋白1、白细胞分化抗原36和趋化因子配体2[chemokine (C-C motif) ligand 2, CCL2]启动子中H3K9和H3K27的去乙酰化，抑制相应的转录。在缺乏WTAP的肝脏中，生长因子结合蛋白1、白细胞分化抗原36和CCL2蛋白表达增加，促进肝脏对游离脂肪酸的摄取和炎症反应的发生，推动小鼠肝脏进入MASH阶段[32]。在MASH小鼠模型中，除上述H3K9和H3K27外，Mikula等[33]发现CCL2以及TNF-α的H3K18位点同样存在乙酰化修饰，提示TNF-α在组蛋白H3上的乙酰化修饰也可能是MASLD进展的关键因素。
3.2.2 MnSOD
锰超氧化物歧化酶（manganese superoxide dismutase, MnSOD）是生物体内重要的氧自由基清除剂，参与调节氧化应激，广泛影响着衰老、肿瘤以及多种代谢性疾病的发生发展。其酶活性受特定的赖氨酸乙酰化修饰调节，如在禁食或辐射条件下，MnSOD赖氨酸122位点发生去乙酰化，其酶活性升高[34]。当肝内脂质过度积累会诱导线粒体氧化应激，促进cAMP反应元件结合蛋白H表达，继而促进SIRT3介导MnSOD去乙酰化，抑制NOD样炎症小体的激活。cAMP反应元件结合蛋白H或SIRT3基因敲除使得MnSOD去乙酰化反应减弱导致小鼠对高脂饮食诱导的MASH高度敏感，并伴有更严重的氧化应激[35]。
3.2.3 p65
由于炎症是MASH的重要病理特征，NF-κB作为经典的炎症信号通路受到广泛关注。乙酰化修饰对NF-κB的活性至关重要，其p65亚基中赖氨酸残基的乙酰化可调节NF-κB的多种功能，包括转录激活，DNA结合及其抑制分子IκBα的组装等。研究发现，SIRT1在游离脂肪酸处理的HepG2细胞以及蛋氨酸和胆碱缺乏饮食喂养的MASH小鼠中表达降低，以致ac-NF-κB p65显著上调。因此，靶向SIRT1/ac-NF-κB p65 信号传导可预防蛋氨酸和胆碱缺乏饮食诱导的 MASH[36]。此外，Sarkar等[37]还发现，HDAC3高度催化p65乙酰化，使其被招募到巨噬细胞的促炎基因启动子，驱动促炎基因的表达程序。作为HDAC3的抑制剂，丁酸钠会抑制脂多糖介导的巨噬细胞吞噬和分解作用，使巨噬细胞偏向于促愈合表型，诱导促炎巨噬细胞死亡，消除体外和体内的转移性炎症，达到改善MASH炎症损伤的作用。
3.3 MASLD其他相关蛋白的乙酰化修饰
MASLD是一种复杂的代谢性疾病，迄今为止，其发病机制未完全阐明。随着研究的深入，除脂质代谢失衡、胰岛素抵抗和氧化应激等明确的致病因素外，其他影响因素也在不断地被揭示，如肝脏的酸碱平衡、乳酸积累以及自噬途径等。
3.3.1 LDHB
乳酸增多在不同的慢性疾病发生发展中扮演重要角色。肝脏疾病，如单纯性脂肪肝向MASH进程中，肝细胞内乳酸代谢逐渐减弱，导致血液和肝脏中的乳酸水平随着肝病的严重程度而增加[38]。
有研究表明，P300/CBP相关因子可促进乳酸脱氢酶B（lactate dehydrogenase B, LDHB）的K82乙酰化，显著降低LDHB活性，减弱肝脏乳酸代谢，导致的乳酸积累会加剧肝脏脂质沉积和炎症反应，从而驱动MASLD进展。p300/CBP相关因子抑制剂恩贝酸（embelin）治疗或过表达乙酰化缺陷的LDHB突变体都可预防小鼠肝脂肪变性[39]。
3.3.2 FOXO1
自噬是对细胞外和细胞内应激的适应性反应，是维持细胞和生物体稳态的重要途径。许多病理过程存在异常的自噬反应，例如肝脏自噬受损会导致脂肪积累和炎症发生。作为自噬的关键调控分子，叉头框蛋白O1（forkhead box protein O1, FOXO1）在应激情况下与脱乙酰酶分离，转为活化状态的乙酰化FOXO1，而后结合到自噬关键蛋白，如自噬相关蛋白7，激发细胞自噬过程。在体内外的MASLD模型中，S100钙结合蛋白A11表达上调，与组蛋白脱乙酰酶6的结合增加并抑制其活性，导致乙酰化FOXO1释放和积累，激活了自噬途径和脂肪生成，促进肝脂肪变性[40]。
综上，ChREBP、LDHB、P65和FOXO1等蛋白的乙酰化修饰，ACSL5、ACLY、MnSOD、TNF-α和CCL2等蛋白的去乙酰化修饰通过影响糖脂代谢、炎症反应、氧化应激及自噬等途径调控MASLD的发生发展。
4. MASLD相关乙酰化酶/去乙酰化酶
鉴于蛋白乙酰化修饰在MASLD中的重要作用，靶向脂质代谢、炎症反应以及自噬途径中关键蛋白的乙酰化或关键乙酰化酶来治疗MASLD具有一定可行性。在此，本文初步分析了基因表达数据库（gene expression omnibus, GEO）中MASLD患者肝组织中乙酰化酶的表达水平并对相关报道进行汇总。
蛋白乙酰化修饰广泛存在于MASLD相关的脂质代谢途径以及炎症反应过程中，并在不同程度上影响着MASLD的发生发展。乙酰化酶/去乙酰化酶家族庞大，且相关研究有限，本文分析了GEO数据库中常见乙酰化酶/去乙酰化酶在MASLD患者肝活检样品中转录本的表达。与健康人群相比，单纯性脂肪肝患者肝脏中GCN5的表达显著升高，HAT1、SIRT1以及HDAC1表达显著降低，而MASH患者肝脏中SIRT1和SIRT5的表达显著降低。这些结果提示，乙酰化修饰和MASLD进展密切相关（如图3）。
![]()
图 3 MASLD患者肝脏中乙酰化酶和去乙酰化酶的转录水平（$\bar{x}\pm s $）A:GCN5; B:HAT1; C:TIP60; D:SIRT1; E:SIRT5; F:HDAC1HC：健康对照人群；HO：健康肥胖人群；MAFL：代谢功能障碍相关脂肪肝患者；MASH：代谢功能障碍相关脂肪性肝炎患者；（来源于GDS4881数据集；HC：n = 14，HO：n = 27，MAFL：n = 14，MASH：n = 18； One-Way ANOVA；*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001）此外，动物实验发现SIRT2、SIRT3和SIRT6等去乙酰化酶在MASLD小鼠肝组织中表达下调，体外敲低其表达促进肝细胞脂质沉积和炎症反应，基因敲除其表达加剧高脂饮食、西方饮食和椰子油饮食诱导的小鼠MASLD，选择性小分子激活剂可缓解小鼠的肝脂肪变性、氧化应激及炎症反应[41−44]；而HDAC3和P300等乙酰化酶在小鼠MASLD中表达上调，基因敲低其表达减轻肝细胞脂肪变性，药物抑制其功能降低肝细胞中脂肪生成相关基因的表达并减弱脂质积累，缓解MASH进展[45−47]（如表2）。
表 2 MASLD中的乙酰化酶/去乙酰化酶酶 MASLD中的表达 敲除细胞/动物 抑制/激活作用 SIRT2[41] 下调 加剧细胞脂肪堆积及HFD 诱导的小鼠肝脂肪变性和炎症反应 AGK2抑制SIRT2表达，阻断水飞蓟宾的抗炎作用 SIRT3[42−43] 下调 加剧HFD诱导的小鼠肝脂肪变性和炎症反应 蓝莓叶多酚激活AMPK/PGC-1α/SIRT3信号转导轴，缓解大鼠肝脂肪变性、氧化应激和炎症 SIRT6[44,48] 下调 加剧西方饮食诱导的小鼠MASH 薯蓣皂苷元激活SIRT6表达，缓解脂质积累和氧化应激 HDAC3[45] 上调 / 染料木黄酮抑制HDAC3表达，缓解HFHF饮食诱导的
大鼠MASHP300[46−47] 上调 / 单宁酸、3,4-二羟基甲苯抑制P300活性，
下调HepG2 脂肪生成相关基因表达并减弱脂质积累HFD：高脂肪饮食；AGK2：2-氰基-3-[5-(2,5-二氯苯基)-2-呋喃基]-N-5-喹啉基-2-丙烯酰胺；HFHF：高脂肪高果糖饮食；HepG2：人肝肿瘤细胞 目前，多个靶向乙酰化修饰的小分子已进入了不同疾病领域的临床研究，如白藜芦醇、烟酰胺核糖和水飞蓟宾等去乙酰化酶激动剂对心血管疾病的治疗，贝利司他（belinostat）等HDAC抑制剂对肿瘤的治疗[49]。此外，白藜芦醇和姜黄素联用以及水飞蓟苷均能显著降低MASLD患者血清中谷丙转氨酶和谷草转氨酶以及肝组织中甘油三酯和TNF-α的水平，对MASLD有显著疗效[50−51]。这些研究提示靶向乙酰化修饰相关抑制剂/激活剂在MASLD治疗中的可行性、安全性及有效性。
5. 总结与展望
随着生活方式的改变，MASLD的发病率在逐年攀升。由于其发病机制复杂，加之诊断方法局限，对患者病程无法精准分期，MASLD在研药物的临床试验存在不同程度上的疗效欠佳，特异性差以及不良反应大等问题。因此，MASLD的治疗药物仍旧匮乏。
以往的细胞和小鼠MASLD模型研究中，靶向脂质代谢、炎症反应以及自噬途径中关键蛋白的乙酰化可在不同程度上延缓MASLD的进展，多种乙酰化酶和去乙酰化酶在MASLD患者肝脏中表达异常，且部分酶已被证实和MASLD进展密切相关。目前，多个靶向乙酰化修饰的小分子进入了临床研究，用于治疗心血管疾病、糖尿病以及恶性肿瘤等，进一步证明靶向乙酰化修饰治疗相关疾病的可行性。寻找和确证MASLD关键乙酰化酶/去乙酰化酶及其下游靶分子，筛选和研发特异小分子药物有望成为治疗MASLD的新方向。
药学院王磊/尤启冬团队发表全球首创性小分子药物研究进展 近日，我校药学院王磊/尤启冬团队在知名学术期刊The Innovation上在线发表了题为“Global first-in-class drugs approved in 2023–2024: Breakthroughs and insights” 的综述文章，阐述了2023–2024年间全球首创性小分子药物的突破与进展。药学院2024级直博生翟代超、副教授张秋月为本文的共同第一作者；药学院药物化学系王磊研究员、尤启冬教授，海军军医大学基础医学院卢小玲教授为本文共同通信作者；中国药科大学为本论文的第一通信单位。 全文链接：https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(25)00004-9。 -
![]()
图 2 MASLD中的蛋白乙酰化/去乙酰化修饰（By Figdraw）
ChREBP：碳水化合物反应性元件结合蛋白；LDHB：乳酸脱氢酶B；FOXO1：叉头框蛋白O1；ACSL5：长链脂酰辅酶A合成酶5；ACLY：ATP-柠檬酸合酶；MnSOD：锰超氧化物歧化酶；TNF-α：肿瘤坏死因子-α；CCL2：趋化因子配体2
![]()
图 3 MASLD患者肝脏中乙酰化酶和去乙酰化酶的转录水平（$\bar{x}\pm s $）
A:GCN5; B:HAT1; C:TIP60; D:SIRT1; E:SIRT5; F:HDAC1HC：健康对照人群；HO：健康肥胖人群；MAFL：代谢功能障碍相关脂肪肝患者；MASH：代谢功能障碍相关脂肪性肝炎患者；（来源于GDS4881数据集；HC：n = 14，HO：n = 27，MAFL：n = 14，MASH：n = 18； One-Way ANOVA；*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001）
表 1 MASLD的临床Ⅲ/Ⅳ期在研药物
治疗途径 药物名称 类 型 临床分期 新陈代谢[13] Aramchol SCD-1抑制剂 Ⅲ MSDC-0602K 胰岛素增敏剂 Ⅲ Semaglutide GLP-1R激动剂 Ⅳ Dulaglutide GLP-1R 激动剂 Ⅳ Obeticholic acid FXR激动剂 Ⅲ Elafibranor PPARα/δ双重激动剂 Ⅲ Saroglitazar PPARα/δ双重激动剂 Ⅳ Lanifibranor PPAR激动剂 Ⅲ Erugliflozin SLGT-2抑制剂 Ⅳ Empagliflozin SLGT-2抑制剂 Ⅳ 炎症反应[14] Cenicriviroc CCR2/CCR5双拮抗剂 Ⅲ Belapectin GAL-3抑制剂 Ⅲ 细胞凋亡[15] Selonsertib ASK-1抑制剂 Ⅲ SCD-1：硬脂酰辅酶A去饱和酶1；GLP-1R：胰高血糖素样肽1受体；FXR：法尼醇X受体；PPAR：过氧化物酶体增殖物激活受体；SLGT-2：钠-葡萄糖协同转运蛋白2；CCR2/CCR5：C-C 趋化因子配体2型和5型；GAL-3：半乳糖凝集素-3；ASK-1：凋亡信号调节激酶1 
下载: 导出CSV
表 2 MASLD中的乙酰化酶/去乙酰化酶
酶 MASLD中的表达 敲除细胞/动物 抑制/激活作用 SIRT2[41] 下调 加剧细胞脂肪堆积及HFD 诱导的小鼠肝脂肪变性和炎症反应 AGK2抑制SIRT2表达，阻断水飞蓟宾的抗炎作用 SIRT3[42−43] 下调 加剧HFD诱导的小鼠肝脂肪变性和炎症反应 蓝莓叶多酚激活AMPK/PGC-1α/SIRT3信号转导轴，缓解大鼠肝脂肪变性、氧化应激和炎症 SIRT6[44,48] 下调 加剧西方饮食诱导的小鼠MASH 薯蓣皂苷元激活SIRT6表达，缓解脂质积累和氧化应激 HDAC3[45] 上调 / 染料木黄酮抑制HDAC3表达，缓解HFHF饮食诱导的
大鼠MASHP300[46−47] 上调 / 单宁酸、3,4-二羟基甲苯抑制P300活性，
下调HepG2 脂肪生成相关基因表达并减弱脂质积累HFD：高脂肪饮食；AGK2：2-氰基-3-[5-(2,5-二氯苯基)-2-呋喃基]-N-5-喹啉基-2-丙烯酰胺；HFHF：高脂肪高果糖饮食；HepG2：人肝肿瘤细胞
下载: 导出CSV
-
[1] Byrne CD, Targher G. NAFLD: a multisystem disease[J]. J Hepatol, 2015, 62 (1 Suppl): S47-S64.
[2] Eslam M, Sanyal AJ, George J, et al. MAFLD: a consensus-driven proposed nomenclature for metabolic associated fatty liver disease[J]. Gastroenterology, 2020, 158(7): 1999-2014. doi: 10.1053/j.gastro.2019.11.312
[3] Devarbhavi H, Asrani SK, Arab JP, et al. Global burden of liver disease: 2023 update[J]. J Hepatol, 2023, 79(2): 516-537. doi: 10.1016/j.jhep.2023.03.017
[4] Du T, Chen J, Shen X. Research advances in susceptibility genes of non-alcoholic fatty liver disease and its association with type 2 diabetes[J]. J China Pharm Univ (中国药科大学学报), 2018, 49(5): 537-544. [5] Younossi Z, Anstee QM, Marietti M, et al. Global burden of NAFLD and NASH: trends, predictions, risk factors and prevention[J]. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2018, 15(1): 11-20. doi: 10.1038/nrgastro.2017.109
[6] Ipsen DH, Lykkesfeldt J, Tveden-Nyborg P. Molecular mechanisms of hepatic lipid accumulation in non-alcoholic fatty liver disease[J]. Cell Mol Life Sci, 2018, 75(18): 3313-3327. doi: 10.1007/s00018-018-2860-6
[7] Chen Z, Tian RF, She ZG, et al. Role of oxidative stress in the pathogenesis of nonalcoholic fatty liver disease[J]. Free Radic Biol Med, 2020, 152: 116-141. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2020.02.025
[8] Machado MV, Diehl AM. Pathogenesis of nonalcoholic steatohepatitis[J]. Gastroenterology, 2016, 150(8): 1769-1777. doi: 10.1053/j.gastro.2016.02.066
[9] Nassir F. NAFLD: mechanisms, treatments, and biomarkers[J]. Biomolecules, 2022, 12(6): 824. doi: 10.3390/biom12060824
[10] Masoodi M, Gastaldelli A, Hyötyläinen T, et al. Metabolomics and lipidomics in NAFLD: biomarkers and non-invasive diagnostic tests[J]. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2021, 18(12): 835-856. doi: 10.1038/s41575-021-00502-9
[11] Bohinc BN, Michelotti G, Xie GH, et al. Repair-related activation of hedgehog signaling in stromal cells promotes intrahepatic hypothyroidism[J]. Endocrinology, 2014, 155(11): 4591-4601. doi: 10.1210/en.2014-1302
[12] Harrison SA, Bedossa P, Guy CD, et al. A phase 3, randomized, controlled trial of resmetirom in NASH with liver fibrosis[J]. N Engl J Med, 2024, 390(6): 497-509. doi: 10.1056/NEJMoa2309000
[13] Zeng J, Fan JG, Francque SM. Therapeutic management of metabolic dysfunction associated steatotic liver disease[J]. United European Gastroenterol J, 2024, 12(2): 177-186. doi: 10.1002/ueg2.12525
[14] Rotman Y, Sanyal AJ. Current and upcoming pharmacotherapy for non-alcoholic fatty liver disease[J]. Gut, 2017, 66(1): 180-190. doi: 10.1136/gutjnl-2016-312431
[15] Zhao SS, Zhang L, Zhao JZ, et al. Characteristics of contemporary drug clinical trials regarding the treatment of non-alcoholic steatohepatitis[J]. Diabetes MeTable Syndr, 2024, 18(1): 102921. doi: 10.1016/j.dsx.2023.102921
[16] Shvedunova M, Akhtar A. Modulation of cellular processes by histone and non-histone protein acetylation[J]. Nat Rev Mol Cell Biol, 2022, 23(5): 329-349. doi: 10.1038/s41580-021-00441-y
[17] Drazic A, Myklebust LM, Ree R, et al. The world of protein acetylation[J]. Biochim Biophys Acta, 2016, 1864(10): 1372-1401. doi: 10.1016/j.bbapap.2016.06.007
[18] Whedon SD, Cole PA. KATs off: Biomedical insights from lysine acetyltransferase inhibitors[J]. Curr Opin Chem Biol, 2023, 72: 102255. doi: 10.1016/j.cbpa.2022.102255
[19] Seto E, Yoshida M. Erasers of histone acetylation: the histone deacetylase enzymes[J]. Cold Spring Harb Perspect Biol, 2014, 6(4): a018713. doi: 10.1101/cshperspect.a018713
[20] Yang S, Hwang S, Kim B, et al. Fatty acid oxidation facilitates DNA double-strand break repair by promoting PARP1 acetylation[J]. Cell Death Dis, 2023, 14(7): 435. doi: 10.1038/s41419-023-05968-w
[21] Park JM, Jo SH, Kim MY, et al. Role of transcription factor acetylation in the regulation of metabolic homeostasis[J]. Protein Cell, 2015, 6(11): 804-813. doi: 10.1007/s13238-015-0204-y
[22] Liu DX, Qian DM, Wang B, et al. p300-Dependent ATF5 acetylation is essential for Egr-1 gene activation and cell proliferation and survival[J]. Mol Cell Biol, 2011, 31(18): 3906-3916. doi: 10.1128/MCB.05887-11
[23] Wang W, Zheng YX, Sun SH, et al. A genome-wide CRISPR-based screen identifies KAT7 as a driver of cellular senescence[J]. Sci Transl Med, 2021, 13(575): eabd2655. doi: 10.1126/scitranslmed.abd2655
[24] Zhang SC, Xu PY, Zhu ZW, et al. Acetylation of p65Lys310 by p300 in macrophages mediates anti-inflammatory property of berberine[J]. Redox Biol, 2023, 62: 102704. doi: 10.1016/j.redox.2023.102704
[25] Chi ZX, Chen S, Xu T, et al. Histone deacetylase 3 couples mitochondria to drive IL-1β-dependent inflammation by configuring fatty acid oxidation[J]. Mol Cell, 2020, 80(1): 43-58. e7.
[26] Bricambert J, Miranda J, Benhamed F, et al. Salt-inducible kinase 2 links transcriptional coactivator p300 phosphorylation to the prevention of ChREBP-dependent hepatic steatosis in mice[J]. J Clin Invest, 2010, 120(12): 4316-4331. doi: 10.1172/JCI41624
[27] Hou TY, Tian Y, Cao ZY, et al. Cytoplasmic SIRT6-mediated ACSL5 deacetylation impedes nonalcoholic fatty liver disease by facilitating hepatic fatty acid oxidation[J]. Mol Cell, 2022, 82(21): 4099-4115. e9.
[28] Wei YD, Tian C, Zhao YX, et al. MRG15 orchestrates rhythmic epigenomic remodelling and controls hepatic lipid metabolism[J]. Nat Metab, 2020, 2(5): 447-460. doi: 10.1038/s42255-020-0203-z
[29] Tian C, Min XW, Zhao YX, et al. MRG15 aggravates non-alcoholic steatohepatitis progression by regulating the mitochondrial proteolytic degradation of TUFM[J]. J Hepatol, 2022, 77(6): 1491-1503. doi: 10.1016/j.jhep.2022.07.017
[30] Lin RT, Tao R, Gao X, et al. Acetylation stabilizes ATP-citrate lyase to promote lipid biosynthesis and tumor growth[J]. Mol Cell, 2013, 51(4): 506-518. doi: 10.1016/j.molcel.2013.07.002
[31] Guo L, Guo YY, Li BY, et al. Enhanced acetylation of ATP-citrate lyase promotes the progression of nonalcoholic fatty liver disease[J]. J Biol Chem, 2019, 294(31): 11805-11816. doi: 10.1074/jbc.RA119.008708
[32] Li XZ, Ding KX, Li XY, et al. Deficiency of WTAP in hepatocytes induces lipoatrophy and non-alcoholic steatohepatitis (NASH)[J]. Nat Commun, 2022, 13(1): 4549. doi: 10.1038/s41467-022-32163-w
[33] Mikula M, Majewska A, Ledwon JK, et al. Obesity increases histone H3 lysine 9 and 18 acetylation at Tnfa and Ccl2 genes in mouse liver[J]. Int J Mol Med, 2014, 34(6): 1647-1654. doi: 10.3892/ijmm.2014.1958
[34] Ozden O, Park SH, Kim HS, et al. Acetylation of MnSOD directs enzymatic activity responding to cellular nutrient status or oxidative stress[J]. Aging, 2011, 3(2): 102-107. doi: 10.18632/aging.100291
[35] Zhang JL, Zhao YJ, Wang SH, et al. CREBH alleviates mitochondrial oxidative stress through SIRT3 mediating deacetylation of MnSOD and suppression of Nlrp3 inflammasome in NASH[J]. Free Radic Biol Med, 2022, 190: 28-41. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2022.07.018
[36] Yang XD, Chen Z, Ye L, et al. Esculin protects against methionine choline-deficient diet-induced non-alcoholic steatohepatitis by regulating the Sirt1/NF-κB p65 pathway[J]. Pharm Biol, 2021, 59(1): 922-932.
[37] Sarkar A, Mitra P, Lahiri A, et al. Butyrate limits inflammatory macrophage niche in NASH[J]. Cell Death Dis, 2023, 14(5): 332. doi: 10.1038/s41419-023-05853-6
[38] Ha TS, Shin TG, Jo IJ, et al. Lactate clearance and mortality in septic patients with hepatic dysfunction[J]. Am J Emerg Med, 2016, 34(6): 1011-1015. doi: 10.1016/j.ajem.2016.02.053
[39] Wang TX, Chen K, Yao WL, et al. Acetylation of lactate dehydrogenase B drives NAFLD progression by impairing lactate clearance[J]. J Hepatol, 2021, 74(5): 1038-1052. doi: 10.1016/j.jhep.2020.11.028
[40] Zhang LQ, Zhang ZG, Li CB, et al. S100A11 promotes liver steatosis via FOXO1-mediated autophagy and lipogenesis[J]. Cell Mol Gastroenterol Hepatol, 2021, 11(3): 697-724. doi: 10.1016/j.jcmgh.2020.10.006
[41] Ren HH, Hu FQ, Wang D, et al. Sirtuin 2 prevents liver steatosis and metabolic disorders by deacetylation of hepatocyte nuclear factor 4α[J]. Hepatology, 2021, 74(2): 723-740. doi: 10.1002/hep.31773
[42] Chen MT, Hui SC, Lang HD, et al. SIRT3 deficiency promotes high-fat diet-induced nonalcoholic fatty liver disease in correlation with impaired intestinal permeability through gut microbial dysbiosis[J]. Mol Nutr Food Res, 2019, 63(4): e1800612. doi: 10.1002/mnfr.201800612
[43] Li Z, Zhang HX, Li Y, et al. Phytotherapy using blueberry leaf polyphenols to alleviate non-alcoholic fatty liver disease through improving mitochondrial function and oxidative defense[J]. Phytomedicine, 2020, 69: 153209. doi: 10.1016/j.phymed.2020.153209
[44] Zhong XL, Huang MH, Kim HG, et al. SIRT6 protects against liver fibrosis by deacetylation and suppression of SMAD3 in hepatic stellate cells[J]. Cell Mol Gastroenterol Hepatol, 2020, 10(2): 341-364. doi: 10.1016/j.jcmgh.2020.04.005
[45] Witayavanitkul N, Werawatganon D, Chayanupatkul M, et al. Genistein and exercise treatment reduced NASH related HDAC3, IL-13 and MMP-12 expressions in ovariectomized rats fed with high fat high fructose diet[J]. J Tradit Complement Med, 2021, 11(6): 503-512. doi: 10.1016/j.jtcme.2021.04.004
[46] Lee J, Song JH, Chung MY, et al. 3, 4-dihydroxytoluene, a metabolite of rutin, suppresses the progression of nonalcoholic fatty liver disease in mice by inhibiting p300 histone acetyltransferase activity[J]. Acta Pharmacol Sin, 2021, 42(9): 1449-1460. doi: 10.1038/s41401-020-00571-7
[47] Chung MY, Song JH, Lee J, et al. Tannic acid, a novel histone acetyltransferase inhibitor, prevents non-alcoholic fatty liver disease both in vivo and in vitro model[J]. Mol Metab, 2019, 19: 34-48. doi: 10.1016/j.molmet.2018.11.001
[48] Nie KX, Gao Y, Chen S, et al. Diosgenin attenuates non-alcoholic fatty liver disease in type 2 diabetes through regulating SIRT6-related fatty acid uptake[J]. Phytomedicine, 2023, 111: 154661. doi: 10.1016/j.phymed.2023.154661
[49] Zhang X, Jiang ZH, Jin XL, et al. Efficacy of traditional Chinese medicine combined with silibinin on nonalcoholic fatty liver disease: a meta-analysis and systematic review[J]. Medicine, 2024, 103(5): e37052. doi: 10.1097/MD.0000000000037052
[50] He X, Li YB, Deng XY, et al. Integrative evidence construction for resveratrol treatment of nonalcoholic fatty liver disease: preclinical and clinical meta-analyses[J]. Front Pharmacol, 2023, 14: 1230783. doi: 10.3389/fphar.2023.1230783
[51] He YH, Wang H, Lin SL, et al. Advanced effect of curcumin and resveratrol on mitigating hepatic steatosis in metabolic associated fatty liver disease via the PI3K/AKT/mTOR and HIF-1/VEGF cascade[J]. Biomedecine Pharmacother, 2023, 165: 115279. doi: 10.1016/j.biopha.2023.115279
计量
- 文章访问数: 98
- HTML全文浏览量: 21
- PDF下载量: 35
