雌激素依赖的TRX2激活逆转与脂肪变性疾病相关的氧化应激和代谢功能障碍

　　

雌激素激活 TRX2 对抗脂肪性肝病相关氧化应激与代谢功能障碍研究解读

在代谢性疾病日益高发的当下，脂肪性肝病的研究备受关注。来自意大利佛罗伦萨大学实验与临床生物医学科学系的 Alfredo Smiriglia 等研究人员，在《Cell Death and Disease》期刊发表了名为 “Estrogen - dependent activation of TRX2 reverses oxidative stress and metabolic dysfunction associated with steatotic disease” 的论文。该研究为深入理解脂肪性肝病的发病机制及潜在治疗策略提供了关键线索，对攻克这一全球性健康难题意义重大。

论文摘要指出，代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）影响广泛，且在绝经前女性中患病率低于男性，提示雌激素可能具有保护作用。研究人员利用体外模型，发现雌激素处理可降低脂肪变性诱导的肝细胞中活性氧（ROS）水平和脂质滴（LD）含量，维持线粒体完整性，这一过程由线粒体硫氧还蛋白 2（TRX2）上调介导。抑制 TRX2 则会抵消雌激素的保护作用，表明雌激素可能通过此机制预防或减缓 MASLD 进展。

一、研究背景

MASLD，前身为非酒精性脂肪性肝病（NAFLD），涵盖多种肝脏病理和功能损伤，全球约 25% 的人口受其影响。其主要特征包括肝脏脂肪变性、慢性炎症、纤维化和肝硬化，严重时可发展为肝细胞癌。值得注意的是，尽管女性肥胖率较高，但绝经前女性 MASLD 发病率明显低于男性和绝经后女性，这暗示雌激素在预防或延缓 MASLD 发病和进展中可能发挥重要作用。已有研究表明，雌激素替代疗法有助于减轻脂质积累、过氧化以及氧化应激，但雌激素在 MASLD 中的具体分子机制仍不明确。有证据显示，雌激素主要通过雌激素受体 α（ER）预防氧化损伤，ER 可促进一系列抗氧化酶的表达和激活，其中核因子红细胞 2 相关因子 2（NRF2）和硫氧还蛋白 2（TRX2）是参与细胞抗氧化防御的关键基因，但它们在雌激素对 MASLD 保护作用中的具体角色尚未完全明晰。

二、研究材料与方法

1. 细胞系与培养条件：研究使用了多种细胞系，包括来自 WiCell 研究机构的男性和女性人类胚胎干细胞（hESC）系 WA01 和 WA09，以及购自美国典型培养物保藏中心（ATCC）的 AML12 和 HepG2 细胞系。hESC 在特定条件下培养并分化为肝细胞样细胞（HLC），AML12 和 HepG2 细胞系也在相应的培养基中培养。
2. 化合物处理：使用了多种化合物，如金诺芬（Auranofin，AU）、17β - 雌二醇（E2）、ATGL 抑制剂（Atglistatin，ATGLi）等，这些化合物分别溶解在相应溶剂中，并以特定浓度用于实验处理。
3. 细胞分化与模型诱导：hESC 经多步分化为 HLC，详细描述了各阶段的培养基成分和处理条件。通过向 HLC、AML12 和 HepG2 细胞中添加含有乳酸钠、丙酮酸钠和辛酸的混合物（LPO）诱导肝细胞脂肪变性；用特定的脂肪酸、胰岛素、葡萄糖和炎症细胞因子处理 AML12 和 HepG2 细胞模拟 MASH 条件。
4. 实验技术与检测方法：运用了 siRNA 转染技术抑制 TRX2 表达；采用蛋白质免疫印迹（Western blotting analysis）、RNA 提取和定量实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT - PCR analysis）检测相关蛋白和基因的表达；通过共聚焦图像采集与分析、ROS 分析等技术检测细胞内脂质、ROS 水平、线粒体形态和质量等指标；还利用了计算机分析（In silico analysis）评估 TXN2 表达。在统计分析方面，使用 Prism 10 软件，根据数据分布情况选择合适的统计检验方法进行数据分析。

三、研究结果

1. HLC 的表型和功能特征：将 WA01 和 WA09 hESC 成功分化为 HLC，通过形态学观察和相关肝标记物检测进行确认。分化后的 HLC 呈现典型的鹅卵石样肝形态，且白蛋白、肝细胞核因子 - 4 - α（HNF4α）等肝标记物的 mRNA 和蛋白质水平显著增加，E - Cadherin 蛋白表达也升高，表明成功建立了用于研究 MASLD 的肝细胞模型。
2. LPO 诱导的脂肪变性：用 LPO 处理 HLC、AML12 和 HepG2 细胞后，发现这些细胞的白蛋白、HNF4α 和 E - Cad 表达显著降低，表明肝细胞功能受损。同时，通过共聚焦分析和 qRT - PCR 检测发现，细胞内脂质滴数量和大小增加，PLIN2 水平显著升高，证实 LPO 处理成功诱导了细胞脂肪变性。
3. LPO 增加氧化应激：LPO 处理后，HLC、AML12 和 HepG2 细胞的线粒体和总 ROS 水平显著升高。同时，线粒体形态指标（如形态因子和纵横比）下降，线粒体质量减少，表明线粒体功能受损。使用模拟 MASH 的鸡尾酒处理 AML12 和 HepG2 细胞，也观察到类似的脂质积累和 ROS 水平升高现象。
4. 雌激素减轻氧化应激和脂肪积累：在 LPO 处理的细胞中给予 17β - 雌二醇（E2）处理，发现 E2 可激活 E2 依赖的肝特异性基因转录，降低线粒体 ROS 水平，改善线粒体形态和质量。此外，E2 还能减少 LPO 处理细胞中的脂质滴数量和大小，且该作用可能通过促进脂质动员实现，因为抑制 ATGL 可消除 E2 对脂质滴的影响。
5. TRX2 在雌激素保护机制中的作用：研究发现 NRF2 对 E2 处理无明显反应，而聚焦于 TRX2。E2 处理可上调 TXN2 mRNA 和 TRX2 蛋白水平，使用金诺芬抑制 TRX2 或通过 siRNA 沉默 TRX2，均可逆转 E2 的抗氧化作用，导致 ROS 水平升高，表明 TRX2 在雌激素介导的抗氧化保护机制中起关键作用。
6. TXN2 在女性 MASLD 患者中的表达：对女性 MASLD 患者肝组织样本的分析显示，绝经前患者在 MASLD 各阶段的 TXN2 表达均高于绝经后患者，且随着疾病进展，绝经后患者的 TXN2 表达下降更为明显，提示 TRX2 监测对评估 MASLD 进展具有重要临床意义。

四、研究结论与讨论

该研究表明，雌激素可通过激活线粒体 TRX2 途径，有效减轻与脂肪性肝病相关的氧化应激和代谢功能障碍。在多种体外细胞模型中，雌激素处理降低了 ROS 水平和脂质积累，改善了线粒体功能，而抑制 TRX2 则抵消了这些保护作用。在女性 MASLD 患者中，绝经前患者较高的 TXN2 表达与疾病进展的关系也进一步支持了 TRX2 在疾病中的重要作用。

MASLD 作为全球性健康问题，其发病机制复杂，涉及多种因素。本研究中使用的体外模型为深入研究 MASLD 发病机制提供了有力工具，有助于明确雌激素及相关分子在疾病中的作用。雌激素不仅在生殖和性发育中起作用，还对代谢和肝脏疾病有重要影响。此前研究表明雌激素可调节脂肪酸代谢相关酶的活性，影响肝脏脂肪代谢。在本研究中，雌激素通过激活 TRX2 发挥抗氧化作用，这为理解雌激素对 MASLD 的保护机制提供了新视角。

然而，研究也存在一些局限性。例如，未深入探究 E2、ER 和 TRX2 之间的潜在相互作用，尤其是 E2 对 TRX2 转录调控的具体机制。此外，研究未涉及基质细胞和免疫细胞在这一过程中的作用，而它们可能在 MASLD 进展中发挥重要作用。尽管如此，本研究仍为 MASLD 的治疗提供了潜在的干预靶点。未来，针对恢复激素平衡、维持氧化还原稳态和增强线粒体功能的治疗策略有望减轻 MASLD 负担，改善患者临床结局。这需要基础研究与临床转化的紧密结合，进一步推动对 MASLD 的理解和管理，为攻克这一疾病带来新的希望。