乳清酸代谢：MASH纤维化新靶点

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导 语

代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）是脂肪肝进展中的关键阶段，而肝纤维化程度直接决定患者未来发生肝硬化、肝癌及肝相关死亡的风险。近年来，越来越多研究提示：MASH并不只是“脂肪堆积”问题，线粒体功能紊乱、代谢重编程和肝星状细胞激活，可能共同推动疾病从炎症走向纤维化。

基于此，“脂肪肝学苑”第90期特别推荐安徽医科大学第一附属医院孙倍成教授团队在Journal of Hepatology 上发表的一项研究“Decreased LONP1 expression exacerbates MASH-induced liver fibrosis via elevated orotic acid levels”。该研究聚焦线粒体蛋白酶LONP1，揭示其通过调控二氢乳清酸脱氢酶（dihydroorotate dehydrogenase，DHODH）降解和乳清酸（orotic acid，OA）代谢影响MASH肝纤维化进展的机制，为MASH抗纤维化治疗提供了新的代谢靶点。

全文地址：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40784490/

01 研究方法

研究对象：MASH患者肝活检样本、多种小鼠肝纤维化模型、肝细胞特异性LONP1敲除小鼠，以及肝细胞、肝星状细胞等细胞模型。

实验方法：本研究采用“临床样本观察—动物模型验证—多组学筛选—细胞机制实验—干预治疗验证”的研究路径。首先在MASH患者肝组织和小鼠模型中观察LONP1表达变化，明确其是否与MASH肝纤维化相关。随后构建多种小鼠肝纤维化模型，并使用肝细胞特异性LONP1敲除小鼠，模拟肝细胞中LONP1缺失的状态，观察MASH背景下肝脏炎症、代谢异常和纤维化程度的变化。为了寻找关键代谢通路，研究者联合应用转录组学、蛋白质组学和代谢组学，多维度筛选可能促进MASH肝纤维化的代谢因子，同时通过LONP1过表达、DHODH抑制剂干预等方式，进一步验证“LONP1—DHODH—乳清酸”在疾病进展中的作用。

02 研究结果

1. MASH状态下LONP1表达下降，且肝细胞LONP1缺失会加重肝纤维化

MASH患者、MASH模型小鼠的肝组织中，LONP1的mRNA与蛋白水平均显著下调，同时，MASH组出现胶原沉积增加、α-SMA升高和纤维化基因上调，提示LONP1下降与MASH肝纤维化进展相关。在肝细胞特异性LONP1敲除小鼠中，ALT、AST、总胆汁酸升高，肝组织出现损伤、脂质沉积、胶原沉积和α-SMA阳性细胞增加。

转录组分析显示，胶原形成、胶原合成和胶原代谢通路富集，Col1a1、Col1a2、Tgf-β1、Timp1等纤维化相关基因上调。说明肝细胞LONP1缺失本身就能推动肝损伤和纤维化。该结果提示，肝细胞中的LONP1可能具有抗纤维化保护作用。

2. LONP1通过降解DHODH抑制乳清酸过度生成

代谢组学发现，肝细胞LONP1缺失后，肝脏代谢谱发生明显改变，尤其是嘧啶代谢异常。其中乳清酸升高最为突出。西方饮食喂养的小鼠血清和肝组织中乳清酸水平均显著升高，提示乳清酸可能是连接LONP1缺失与MASH纤维化的重要代谢物。蛋白质组学结果显示，LONP1缺失后，嘧啶和核苷酸代谢相关蛋白发生明显改变，其中DHODH明显积累。DHODH是乳清酸生成过程中的关键酶。

进一步实验发现，敲除LONP1后，DHODH蛋白升高，但其mRNA水平没有明显变化，说明这种改变主要发生在蛋白降解层面，而不是基因转录层面。CO-IP、GST下拉实验等进一步证明，LONP1可以直接结合DHODH，并以ATP依赖方式促进其降解。正常情况下，LONP1像线粒体内的“蛋白质质控系统”，负责清除过量DHODH；当LONP1下降后，DHODH积累，OA生成增加，从而形成促纤维化代谢环境。

3. 乳清酸通过ATF3介导HSCs促纤维化反应

体外实验显示，乳清酸呈剂量依赖性促进HSCs增殖，而其他同时升高的代谢物，如甘油酸、顺乌头酸、柠檬酸、吲哚乙酸和氧代己二酸，并未表现出相同作用。乳清酸处理后，小鼠原代HSCs和人源HSC细胞系中α-SMA表达增加，提示HSCs由静息状态向活化状态转变。

此外，乳清酸还能增强HSCs对TGF-β1刺激的反应，共培养实验进一步证明，LONP1缺失肝细胞释放的OA增加，可通过细胞间通讯促进HSCs增殖、活化和肌成纤维样分化。研究发现，OA诱导HSCs活化依赖ATF3。ChIP-qPCR结果显示，ATF3可结合多个纤维化相关基因启动子区域。敲低HSCs中的ATF3后，OA诱导的纤维化基因表达升高被明显抑制；LONP1缺失肝细胞条件培养基对HSCs的促纤维化作用也被削弱，说明OA不仅是代谢产物，更是驱动HSCs纤维化程序的信号分子。

4. 提高LONP1或抑制DHODH可缓解肝纤维化

体内实验显示，肝脏特异性敲除LONP1可升高血清和肝脏OA水平，加重MASH肝纤维化；而过表达LONP1则降低OA水平并缓解纤维化。进一步使用LONP1激活剂84-B10或DHODH抑制剂BRQ，也可降低OA水平，减轻MASH小鼠肝纤维化。

5. 临床样本验证支持该机制链条

在人类样本中，研究者分析了78例患者肝组织和血浆样本。结果显示，肝脏LONP1表达与纤维化相关基因、代谢障碍相关脂肪性肝病活动度评分和纤维化评分呈负相关；纤维化越重，LONP1表达越低，而DHODH表达越高。肝脏和血清OA水平在单纯MASLD阶段变化不明显，但在MASH及纤维化阶段明显升高，并与纤维化相关指标呈正相关。

03 研究结论

本研究通过临床样本、动物模型、多组学分析和功能干预实验，揭示MASH中肝细胞LONP1下降可导致DHODH积累和OA升高，进而通过ATF3促进HSCs激活并加重肝纤维化。这一发现不仅拓展了人们对线粒体蛋白质稳态与肝纤维化关系的认识，也提示靶向LONP1-DHODH-乳清酸轴可能成为干预MASH相关肝纤维化的新策略。