Pin1通过调控PPARα和乙酰辅酶A羧酶介导高脂高胆固醇饮食诱导的小鼠代谢功能障碍相关脂肪性肝炎

《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》：Pin1 mediates metabolic dysfunction-associated steatohepatitis in mice fed high-fat, high-cholesterol diet by regulating both PPARα and acetyl CoA carboxylase

本刊推荐：为解决代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)发病机制复杂、缺乏有效治疗靶点的问题，研究人员开展了肝细胞Pin1在MASH中作用机制的主题研究。结果表明Pin1通过稳定ACC蛋白水平和抑制PPARα转录活性双重调控脂代谢，肝细胞特异性Pin1敲除可显著改善HFHC饮食诱导的小鼠肥胖、胰岛素抵抗、肝脏脂肪变性和纤维化。该研究揭示了Pin1作为MASH治疗新靶点的潜力，为开发选择性Pin1抑制剂提供了理论依据。

　　

随着现代社会中高热量饮食的普及和久坐生活方式的盛行，代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)已成为日益严重的公共卫生问题。肥胖和胰岛素抵抗被确认为MASH的危险因素，而伴随肥胖的肝脏脂肪变性最终可能发展为肝癌。尽管患病率不断攀升，但MASH的发病机制复杂，尚未完全阐明，这严重制约了有效治疗策略的开发。

肝脏脂质积累是MASH发展的第一步，这一过程受到脂肪生成、脂质摄取和脂肪酸氧化(FAO)的多重影响。过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)作为FAO的关键调控因子，其选择性激动剂被认为是潜在的MASH治疗药物。与此同时，乙酰辅酶A羧酶(ACC)作为脂肪生成中的限速酶，也是一个有前景的药物靶点。然而，无论是PPARα激动剂还是ACC抑制剂，都因临床试验效果不足而尚未获批用于MASH治疗，这表明多靶点调控可能对治疗至关重要。

Pin1作为一种脯氨酰异构酶，在多种疾病发展中发挥作用。这种由163个氨基酸组成的小蛋白具有WW结构域和PPIase活性，能够与磷酸化的苏氨酸/丝氨酸残基结合，诱导其脯氨酸残基的顺反异构化，从而改变底物功能。最近的研究发现，MASH患者肝脏中Pin1表达增加，血清Pin1水平也升高，但Pin1诱导MASH发生的具体机制仍有待探索。

在这项发表于《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》的研究中，日本广岛大学的研究团队深入探讨了肝细胞Pin1在MASH发展中的作用。他们发现，高脂高胆固醇(HFHC)饮食喂养的小鼠肝脏中Pin1表达显著增加，而肝细胞特异性Pin1敲除(H-Pin1 KO)小鼠表现出对HFHC饮食诱导的肥胖、脂肪变性和肝纤维化的明显抵抗。

研究人员主要采用了肝细胞特异性基因敲除小鼠模型、RNA测序分析、蛋白质相互作用研究(包括免疫共沉淀和邻近连接试验)、基因表达分析(实时荧光定量PCR和Western blot)以及代谢参数测定等技术方法。通过对HFHC饮食喂养的Pin1-flox(WT)和H-Pin1 KO小鼠进行系统分析，结合体外细胞实验验证，全面阐明了Pin1在MASH中的调控机制。

3.1. Pin1表达在MASH肥胖小鼠肝脏中增加

研究人员发现，HFHC饮食喂养16周后，小鼠出现肥胖、脂肪变性和肝纤维化等MASH特征性病变。与此同时，肝脏中Pin1蛋白表达显著增加，而Pin1 mRNA水平保持不变，提示Pin1的上调可能涉及翻译后修饰机制。

3.2. 肝细胞特异性Pin1缺失诱导对HFHC饮食诱导的肥胖和胰岛素耐受的抵抗

H-Pin1 KO小鼠在HFHC饮食喂养后表现出对肥胖的抵抗，组织重量(除肌肉外)均低于WT小鼠。重要的是，H-Pin1 KO小鼠在空腹和喂食状态下血糖水平更好，胰岛素敏感性更高，血清胰岛素水平较低，葡萄糖耐量和胰岛素耐量测试结果均优于WT小鼠。

3.3. 肝细胞特异性Pin1缺失减轻脂肪变性

肝组织学分析显示，H-Pin1 KO小鼠肝脏脂质沉积明显减少，肝脏甘油三酯含量降低。机制上，Pin1与ACC发生相互作用，肝细胞Pin1缺失显著降低了肝脏ACC蛋白水平，但不影响其磷酸化状态。除ACC外，其他脂肪生成基因和清道夫受体CD36的表达也在KO小鼠中下降。

3.4. Pin1缺失抑制HFHC诱导的肝纤维化

天狼星红染色显示H-Pin1 KO小鼠肝纤维化程度较轻，纤维化标志物(Col1a1、TIMP1、TGFβ1)表达下降。同时，KO小鼠肝脏中炎症细胞因子和Indian hedgehog(Ihh)表达降低，F4/80阳性区域减少，YAP/TAZ蛋白水平下降，血清AST和ALT水平也显著改善。

3.5. Pin1参与调控短期HFHC饮食喂养小鼠的PPAR信号通路

RNA测序分析发现，Pin1缺失促进了脂肪酸降解通路，包括PPARα信号通路。实验证实H-Pin1 KO小鼠肝脏中PPARα靶基因表达上调，血清FGF21和β-羟基丁酸浓度升高，棕色脂肪组织中产热相关基因表达增加。

3.6. Pin1与PPARα相互作用并抑制其转录活性

免疫共沉淀实验证实Pin1与PPARα直接结合，这种相互作用依赖于Pin1的WW结构域。细胞实验表明，Pin1缺失增强PPARα转录活性，而过表达Pin1则抑制该活性。重要的是，PPIase活性缺陷的Pin1突变体对PPARα的抑制作用减弱，提示Pin1的异构酶活性对其功能至关重要。

研究结论表明，Pin1通过双重机制促进MASH发展：一方面与ACC结合稳定其蛋白水平，促进脂肪生成；另一方面与PPARα相互作用抑制其转录活性，减少脂肪酸氧化。这种对脂代谢双向调控的作用使Pin1成为MASH治疗的理想靶点。

讨论部分指出，与传统的单靶点治疗策略相比，Pin1抑制剂能够同时调控脂质合成和分解代谢，可能产生更好的治疗效果。尽管研究存在一定局限性，如未同时分析HFHC和正常饮食条件下的恢复程度，以及可能存在其他未知相互作用因子，但总体而言，这项研究为理解MASH发病机制提供了新视角，为开发选择性Pin1抑制剂治疗MASH奠定了坚实理论基础。考虑到Pin1还能增强肝星状细胞活化，Pin1抑制可能比常规MASH治疗方法产生更显著的效果，是一种有前景的治疗策略。