胰岛素诱导基因 2（Insig2）：对抗脂肪变性肝脏缺血再灌注损伤的新希望

《Cell Death Discovery》：Insulin-induced gene 2 alleviates ischemia-reperfusion injury in steatotic liver by inhibiting GPX4-dependent ferroptosis

为解决脂肪变性肝脏在肝移植（LT）中易受缺血再灌注（I/R）损伤的问题，研究人员开展了胰岛素诱导基因 2（Insig2）对脂肪变性肝脏 I/R 损伤保护作用及机制的研究。结果发现 Insig2 可抑制 GPX4 依赖的铁死亡减轻损伤，为治疗脂肪变性移植物损伤提供新途径。

　　在肝脏疾病治疗领域，肝移植（LT）一直是急性肝衰竭、终末期肝病和晚期肝癌患者的希望之光。然而，现实却给这一希望蒙上了阴影。器官供体与需求之间的差距日益增大，使得人们不得不将目光投向包括脂肪变性肝脏在内的边缘供体。但脂肪变性肝脏对缺血再灌注（I/R）损伤极为敏感，这大大增加了移植后移植物功能障碍和原发性无功能的风险，严重限制了肝移植的广泛应用 。

为了攻克这一难题，浙江省级人民医院（杭州医学院附属人民医院）、国家卫生健康委员会多器官联合移植重点实验室等机构的研究人员勇挑重担，开展了一项意义重大的研究。他们将目光聚焦于胰岛素诱导基因 2（Insig2），深入探究其在脂肪变性肝脏 I/R 损伤中的作用及机制。研究成果发表在《Cell Death Discovery》上，为脂肪变性肝脏移植带来了新的曙光。

研究人员在此次研究中主要运用了基因编辑技术（构建 Insig2 基因敲除（KO）小鼠和肝细胞特异性 Insig2 过表达（Insig2 OE）小鼠）、多组学分析技术（转录组、蛋白质组和代谢组测序分析）、细胞培养与处理技术（原代肝细胞分离、体外缺氧 / 复氧（H/R）模型构建）以及生化检测技术（检测血清转氨酶、炎症因子、氧化应激指标等）。

研究结果

1. Insig2 在脂肪变性肝脏 I/R 损伤中的表达变化：研究人员通过大鼠脂肪变性肝移植模型和小鼠 I/R 损伤模型发现，在脂肪变性肝脏 I/R 或 H/R 过程中，Insig2 的表达显著下调。无论是移植肝脏中的 Insig2 mRNA 水平，还是脂肪变性肝细胞中 Insig2 蛋白的表达，都在 I/R 损伤后明显降低。
2. Insig2 对脂肪变性肝脏 I/R 损伤的影响
   • Insig2 基因敲除加重损伤：Insig2 KO 小鼠在高脂饮食（HFD）诱导脂肪变性后，接受 I/R 手术，其血清谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）水平大幅升高，肝脏坏死面积显著增大，炎症细胞因子水平上升，细胞凋亡加剧。这表明 Insig2 基因缺失会加重脂肪变性肝脏的 I/R 损伤。
   • Insig2 过表达减轻损伤：通过构建肝细胞特异性 Insig2 OE 小鼠，研究发现过表达 Insig2 可降低血清 ALT 和 AST 水平，减少肝脏坏死，抑制炎症反应和细胞凋亡。这充分说明 Insig2 过表达对脂肪变性肝脏 I/R 损伤具有明显的保护作用。
   
   
3. Insig2 调节脂肪变性肝脏 I/R 损伤的机制
   • 多组学分析揭示相关通路：研究人员运用多组学分析技术，对 Insig2 KO 和野生型（WT）小鼠脂肪变性肝脏组织进行分析。结果发现，Insig2 缺乏会扰乱脂质代谢和氧化应激稳态，显著富集脂质代谢和铁死亡相关通路。在代谢组学分析中，Insig2 KO 小鼠的脂肪酸（FAs）、磷脂酰乙醇胺（PEs）和磷脂酰胆碱（PCs）等脂质含量增加，氧化脂质产物如 12 - 羟基二十碳四烯酸（12-HETE）和 15 - 羟基二十碳四烯酸（15-HETE）水平也明显上升。
   • Insig2 抑制铁死亡：进一步研究发现，Insig2 KO 小鼠在脂肪变性 I/R 损伤后，血清和肝脏铁浓度升高，铁死亡生物标志物前列腺素内过氧化物合酶 2（PTGS2）和脂氧合酶 12（ALOX12）表达增加，丙二醛（MDA）水平上升，而肝内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）/ 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP⁺）和还原型谷胱甘肽（GSH）/ 氧化型谷胱甘肽（GSSG）比值降低，抗氧化能力减弱。给予铁死亡抑制剂 Fer-1 预处理后，Insig2 KO 小鼠 I/R 损伤引起的肝脏损伤、炎症和凋亡得到显著缓解。这表明 Insig2 可通过抑制铁死亡保护脂肪变性肝脏免受 I/R 损伤。
   • Insig2 抑制 GPX4 依赖的铁死亡：在铁死亡相关基因和蛋白中，研究人员发现谷胱甘肽过氧化物酶 4（GPX4）在 Insig2 KO 小鼠中表达下调。进一步实验证实，Insig2 可调节 GPX4 水平，给予 GPX4 竞争性结合抑制剂 RSL3 后，Insig2 过表达对脂肪变性肝脏 I/R 损伤的保护作用被逆转，激活了铁死亡，加速了细胞凋亡。这表明 Insig2 通过抑制 GPX4 依赖的铁死亡来减轻脂肪变性肝脏的 I/R 损伤。
   
   

研究结论与意义

综上所述，该研究首次揭示了 Insig2 在脂肪变性肝脏 I/R 损伤中的保护作用及其机制。Insig2 可通过抑制 GPX4 依赖的铁死亡，减轻肝脏损伤、炎症反应和细胞凋亡。这一发现为改善脂肪变性肝脏移植的预后提供了新的理论依据和潜在治疗靶点，有望通过调节 Insig2/GPX4 轴，开发出针对脂肪变性移植物损伤的有效治疗策略，从而扩大肝移植供体来源，提高肝移植的成功率，为众多肝脏疾病患者带来更多的生存希望。同时，研究也存在一定局限性，如未详细阐明 Insig2 影响 GPX4 表达的分子机制，且研究成果的临床适用性还需进一步验证。但这并不影响该研究在肝脏移植领域的重要价值，后续研究可在此基础上深入探索，为解决临床难题提供更多有力支持。