HK2 介导的肝脏巨噬细胞代谢应激与炎症：MASLD 治疗新靶点的探索

为探究代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）的发病机制，南京师范大学等机构的研究人员开展了关于肝脏巨噬细胞中 HK2 相关反馈环的研究，发现 HK2/glycolysis/H3K18la 正反馈环加剧 MASLD 病情，阻断该环可缓解疾病，为 MASLD 治疗提供新策略。

　　代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD），曾经被称为非酒精性脂肪性肝病（NAFLD），如今随着研究的深入，人们发现代谢功能障碍在这类疾病中起着关键作用，于是给它换了个更精准的名字。这一疾病就像一个隐藏在全球健康领域的 “大麻烦”，正随着肥胖问题在全球的蔓延而愈发猖獗。它不仅会让肝脏 “长胖”，还可能进一步发展为代谢相关脂肪性肝炎（MASH），进而引发肝纤维化、肝硬化，甚至是可怕的肝细胞癌（HCC）。目前，针对 MASLD 还没有特效药物获批，这让医生们在面对众多患者时常常感到束手无策。

在这场与疾病的 “战斗” 中，南京师范大学、南京医科大学等多机构的研究人员勇敢地站了出来，开展了一项极具意义的研究。他们深入探索了肝脏巨噬细胞中一个神秘的正反馈环，发现这个环在 MASLD 的发病过程中起到了推波助澜的作用。更令人振奋的是，他们还发现阻断这个环，有望缓解代谢应激和巨噬细胞 M1 激活，这无疑为 MASLD 的治疗开辟了一条新的道路。这项重要的研究成果发表在了《Cell Reports》期刊上。

为了开展这项研究，研究人员运用了多种先进的技术方法。他们从患者和小鼠身上获取样本（患者样本来自南京医科大学第一附属医院手术切除的肝脏组织，小鼠模型则通过特定的基因编辑和饮食诱导构建），采用 RNA 测序（RNA-seq）来分析基因表达变化，运用染色质可及性分析技术（CUT&Tag）筛选关键基因靶点，还借助免疫染色、流式细胞术等手段来检测蛋白表达和细胞表型变化。

研究结果如下：

1. HK2 介导肝脏巨噬细胞糖酵解增强驱动 M1 极化：研究人员发现，在 MASLD 患者的肝脏样本中，己糖激酶 2（HK2）的表达显著升高，并且与患者的体重指数（BMI）、空腹胰岛素、空腹血糖以及胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）呈正相关。RNA-seq 分析显示，MASLD 患者肝脏中糖酵解相关基因高表达，同时巨噬细胞 M1 极化相关基因也显著上调。进一步研究发现，HK2 的表达与巨噬细胞 M1 极化标记物 CD86 呈正相关，与 M2 极化标记物 CD206 呈负相关。在 THP-1 衍生的巨噬细胞中过表达或敲低 HK2 的实验也证实，HK2 可促进肝脏巨噬细胞糖酵解并驱动 M1 极化12。
2. H3K18la 水平在 MASLD 肝脏巨噬细胞炎症亚型中特异性升高：HK2 的高表达使得 MASLD 患者肝脏中乳酸大量积累，而乳酸作为一种可以刺激组蛋白乳酸化的前体物质，研究人员推测组蛋白乳酸化可能在 MASLD 中发生改变。实验发现，外源性乳酸处理可促进巨噬细胞 M1 极化标记物的表达，抑制糖酵解则会抑制这些标记物的表达。免疫印迹分析显示，MASLD 肝脏巨噬细胞中泛 Kla 和 H3K18la 水平显著升高，且 H3K18la 水平随疾病严重程度增加而上升。此外，在 THP-1 诱导的巨噬细胞中，HK2 的过表达会导致 CD86 和 H3K18la 水平显著增加，敲低 HK2 则结果相反34。
3. HK2/glycolysis/H3K18la 形成正反馈环调节肝脏巨噬细胞代谢和基因表达：研究人员结合全基因组 CUT&Tag 和 RNA-seq 测试，发现 H3K18la 在 MASLD 肝脏巨噬细胞中的结合峰显著富集，且在糖酵解基因（如 Hk2、Pkm 和 Ldha）的启动子区域有较高的结合水平。定量染色质免疫沉淀（qChIP）分析进一步证实了这一点。同时，KEGG 分析表明，差异表达基因在炎症和巨噬细胞极化相关的信号通路中富集。这些结果表明，HK2、糖酵解和 H3K18la 形成了一个正反馈环，促进了代谢紊乱和炎症反应56。
4. 髓系 Hk2 缺乏显著减轻小鼠 MASLD 病理：研究人员构建了髓系特异性 HK2 缺陷（HK2M-KO）小鼠模型，并诱导其患上 MASLD。结果显示，与正常小鼠相比，HK2M-KO 小鼠的肝脏组织学明显改善，脂肪变性和免疫细胞浸润减少，血清中谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）水平显著降低，肝纤维化也得到明显改善。此外，HK2 缺陷的巨噬细胞与原代肝细胞共培养时，可减少肝细胞的脂质积累，降低脂质生成相关基因的 mRNA 水平，增加 β - 氧化相关基因和抗炎基因的 mRNA 水平78。
5. Hk2 消融抑制 MASLD 小鼠肝脏巨噬细胞 M1 极化：研究人员观察到，HK2M-KO_MCD 小鼠肝脏巨噬细胞的细胞外酸化率（ECAR）降低，表明糖酵解受到抑制，同时细胞氧消耗率（OCR）略有增加，线粒体功能有所恢复。此外，HK2M-KO_MCD 小鼠肝脏中 CD86+ M1 巨噬细胞数量减少，CD206+ M2 巨噬细胞数量增加，肝脏巨噬细胞内乳酸水平和 H3K18la 水平也显著降低。这些结果表明，抑制 HK2 可抑制肝脏巨噬细胞的 M1 极化，减轻炎症反应910。
6. 阻断 HK2/glycolysis/H3K18la 正反馈环减轻 MASLD 小鼠炎症负担和巨噬细胞 M1 激活：研究发现，缺氧诱导因子 - 1α（HIF-1α）在 MASLD 患者中表达显著升高，且与 HK2、H3K18la 共定位。使用 HIF-1α 抑制剂 PX-478 处理 MASLD 小鼠后，小鼠的肝脏组织学明显改善，脂肪变性、免疫细胞浸润和肝纤维化减轻，血清 ALT 和 AST 水平降低，肝脏中 M1 巨噬细胞比例减少，M2 巨噬细胞比例增加，同时 HK2、糖酵解相关酶和 H3K18la 的蛋白水平也显著降低。这表明 HK2/glycolysis/H3K18la 环介导的肝脏巨噬细胞 M1 极化依赖于 HIF-1α，抑制 HIF-1α 可减轻 MASLD 的发展1112。

在研究结论和讨论部分，研究人员指出，他们发现的 HK2/glycolysis/H3K18la 正反馈环在 MASLD 的发展中起到了关键作用，阻断这个环可以有效减轻疾病症状。这一发现揭示了 MASLD 发病过程中此前未被认识的放大型致病机制，为针对 MASLD 的治疗提供了极具潜力的新策略，有望成为未来攻克这一疾病的重要突破口。不过，研究也存在一些局限性，比如肝脏巨噬细胞中增强的糖酵解对其他组蛋白和非组蛋白蛋白的影响还需进一步研究，以及特定的乳酸化酶和去乳酸化酶等相关分子机制也有待深入探索。但无论如何，这项研究都为后续 MASLD 的研究和治疗指明了方向，激励着更多科研人员在这个领域继续探索，为战胜 MASLD 带来了新的希望。