SphK2 调控 VLDL 分泌的新机制:为代谢相关脂肪性肝病治疗带来曙光

《Cell Death & Differentiation》:Sphingosine kinase 2 deficiency impairs VLDL secretion by inhibiting mTORC2 phosphorylation and activating chaperone-mediated autophagy

【字体: 时间:2025年04月09日 来源:Cell Death & Differentiation 13.7

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  为探究 SphK2 是否调节肝脏脂质代谢尤其是 VLDL 分泌,安徽医科大学等机构的研究人员开展相关研究。结果显示,SphK2-/-小鼠肝细胞脂质积累且 VLDL 分泌减少,SphK2 通过激活 mTORC2 磷酸化调节 CMA,该研究为 MASLD 治疗提供思路。

  在当今社会,代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)如同隐藏在健康背后的 “定时炸弹”,威胁着全球众多人的身体健康。这种疾病常伴随着代谢综合征,导致肝脏中脂质异常堆积,进而引发一系列严重问题,如肝硬化、肝纤维化甚至肝癌。其中,肝脏中极低密度脂蛋白(VLDL)的分泌在维持脂质代谢平衡中起着关键作用,一旦其分泌过程出现异常,就会打破脂质代谢的 “天平”,使得脂质在肝脏中不断积累。然而,关于 VLDL 分泌的具体调控机制,尤其是鞘氨醇激酶 2(SphK2)在其中扮演的角色,科学界知之甚少。为了深入探究这些谜团,安徽医科大学等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在《Cell Death & Differentiation》上,为我们理解肝脏脂质代谢和治疗 MASLD 带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本方面,收集了安徽医科大学第一附属医院健康个体和 14 例经活检确诊的 MASLD 患者的肝脏样本,同时使用了基因敲除小鼠模型,包括 Sphk1-/-和 Sphk2-/-小鼠。实验技术上,运用蛋白质免疫印迹法(western blotting)检测蛋白质表达水平,通过油红 O 染色观察脂质积累情况,利用快速蛋白质液相色谱(FPLC)分析血浆脂质成分,还采用了基因沉默技术(siRNA)来干扰特定基因表达等。

研究结果主要围绕以下几个方面展开:

  • SphK2 缺失导致肝细胞内甘油三酯(TG)积累:研究人员发现,MASLD 患者肝脏组织中 SphK2 蛋白水平显著低于健康个体,且在脂质积累区域附近 SphK2 水平下降更为明显。对比 Sphk1-/-、Sphk2-/-和野生型(WT)小鼠,Sphk2-/-小鼠从 4 周龄开始就出现明显的肝内脂质积累,其肝脏 TG 水平在多种饮食条件下均高于 WT 小鼠,而 Sphk1-/-小鼠仅在高脂饮食(HFD)时肝 TG 水平才显著升高。此外,Sphk2-/-小鼠外周血 TG 水平低于 WT 小鼠。在细胞实验中,SphK2 特异性抑制剂 ABC294640 可诱导 Hepa1-6 细胞脂质积累,而 SphK1 特异性抑制剂 PF-543 则无此作用。这些结果表明,SphK2 在维持肝脏脂质代谢平衡中发挥着重要作用,其缺失会导致肝细胞内 TG 积累。
  • SphK2-/-小鼠肝脏 VLDL-TG 分泌减少:FPLC 分析显示,Sphk2-/-小鼠血浆中 VLDL 部分的 TG 水平显著低于 WT 和 Sphk1-/-小鼠,注射 tyloxapol 评估 VLDL 分泌能力发现,Sphk2-/-小鼠肝脏 VLDL 分泌速率明显降低。在 Hepa1-6 细胞中,ABC294640 处理也显著减少了 VLDL 的分泌。进一步的蛋白质组学分析表明,SphK2 缺失并未影响游离脂肪酸(FFA)氧化、FFA 代谢或 TG 合成相关酶的水平,但导致 ACC1 水平降低和 LCADα 表达增加,提示 SphK2 缺乏导致的肝脂质积累是由于肝脏 VLDL 分泌减少所致。
  • Sphk2-/-小鼠肝细胞中 VTVs 与高尔基体融合受损:蛋白质组学分析发现,Sphk2 缺失影响了肝细胞中 “囊泡运输中的 SNARE 相互作用” 等相关通路,其中 “细胞器膜融合” 等过程受到显著影响。在细胞实验中,ABC294640 处理导致囊泡成分蛋白 SEC31、SEC23 和 SEC24 水平升高,而 SNARE 复合物成分 SEC22B、STX5A 和 GS28 水平降低,SEC22B 与 STX5A 的相互作用也受到抑制,进而阻碍了脂质在 VTVs 与高尔基体之间的运输,使高尔基体中无明显脂质存在。
  • SphK2 调节 SNARE 稳定性并加速其通过溶酶体途径降解:ABC294640 处理并未影响 Sec22b、Stx5a 或 Gs28 的转录水平,但显著缩短了 STX5A、GS28 和 SEC22B 的半衰期。使用溶酶体功能抑制剂 NH4Cl 处理可逆转 ABC294640 诱导的这些蛋白水平的降低,同时减少细胞内脂质积累并部分改善 VLDL 分泌。这表明抑制 SphK2 会加速 SNARE 复合物的降解,增加细胞内脂质,且这一过程与溶酶体途径相关。
  • LAMP2A 或 HSC70 敲低可逆转 Sphk2 缺乏引起的脂质积累:蛋白质组学分析显示,Sphk2-/-肝细胞中与溶酶体功能相关的通路显著富集,LAMP2A 水平升高,提示伴侣介导的自噬(CMA)被激活。在 Hepa1-6 细胞中,敲低 LAMP2A 或 HSC70(CMA 的关键蛋白)可显著减少脂质和 TG 积累,并部分恢复 VLDL 分泌,而抑制自噬相关分子 ATG5 则无此效果。此外,LAMP2A 敲低还可减轻 ABC294640 处理诱导的 SNARE 蛋白水平的降低,表明 SNARE 蛋白可能是 CMA 的潜在底物。
  • mTORC2 激活可逆转 Sphk2 缺乏引起的肝细胞脂质积累:mTORC2 磷酸化负调节 CMA 途径的激活。研究人员发现,mTOR 特异性激活剂 MHY1485 可显著逆转 ABC294640 处理的 Hepa1-6 细胞中的脂质积累。通过 siRNA 沉默 mTORC1 的 Raptor 和 mTORC2 的 Rictor 亚基发现,沉默 Rictor 后,MHY1485 无法逆转 ABC294640 诱导的细胞内脂质和 TG 积累,且会增加细胞内脂质水平;而沉默 Raptor 可部分逆转 VLDL 分泌的减少。此外,ABC294640 处理抑制了 mTORC2 下游靶蛋白的磷酸化,SphK2 敲低也有类似作用,表明抑制 SphK2 活性会阻断 mTORC2 途径,促进 SNARE 复合物蛋白通过 CMA 降解,最终导致肝细胞内 TG 积累。
  • S1P 上调 mTORC2 磷酸化以维持细胞内脂质稳态:SphK2 催化产生的 S1P 可激活 mTOR 途径。Sphk2-/-小鼠肝脏中 S1P 含量显著降低,而外周血中 S1P 水平升高。外源性补充 S1P 可显著逆转 ABC294640 诱导的脂质积累,促进 TG 分泌,增加 mTORC2 途径中相关蛋白的磷酸化。沉默 Rictor 可阻断这些作用,表明 S1P 通过激活 mTORC2 途径,减少肝脏脂质积累,且该过程不依赖于 S1P 受体(S1PRs)。

综合上述研究结果,研究人员得出结论:SphK2 是 VLDL 代谢调节网络中的关键成员,其通过激活 mTORC2 磷酸化调节 CMA,促进 VLDL 分泌,维持肝脏脂质代谢平衡。SphK2 缺乏会抑制 mTORC2 磷酸化,加速 SNARE 复合物成分 SEC22B、STX5A 和 GS28 通过 CMA 降解,阻碍 VTVs 在细胞内的转运,导致 VLDL 分泌减少和肝细胞脂质积累。该研究揭示了 SphK2 的独特生物学功能及其在调节肝脏脂质代谢中的重要作用,为理解 MASLD 的发病机制提供了新的视角,也为开发针对 MASLD 的治疗策略提供了潜在的新靶点,具有重要的理论和临床意义。

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