综述：E3 泛素连接酶和去泛素化酶在代谢功能障碍相关脂肪性肝病中的新兴作用

《Journal of Translational Medicine》：The emerging role of E3 ubiquitin ligases and deubiquitinases in metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease

该综述聚焦代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD），阐述 E3 泛素连接酶和去泛素化酶的作用及治疗策略。

　　### 背景
代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）全球患病率达 32.4%，与代谢综合征紧密相关，常伴有肥胖、胰岛素抵抗（IR）等代谢紊乱，可进展为代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）、肝纤维化、肝硬化和肝细胞癌（HCC） 。

早期 “两击” 理论认为，“第一击” 是肝脏内脂质积累，使肝脏易受多种损伤，“第二击” 促进炎症和纤维化。但随着研究深入，“多击” 假说逐渐被认可，其涵盖 IR、脂肪因子失调、内质网（ER）应激、肠道菌群变化以及遗传和表观遗传变量等因素，更准确地解释了 MASLD 的发病机制。

近年来，翻译后修饰（PTMs）异常在 MASLD 及其向 MASH 进展中的作用受到关注，其中泛素化和去泛素化是重要的调控机制。泛素化是一个 ATP 依赖的酶级联反应，由 E1（泛素激活酶）、E2（泛素结合酶）和 E3（泛素连接酶）参与，将泛素分子共价连接到底物的赖氨酸残基上。去泛素化则是由去泛素化酶（DUBs）去除底物上的泛素修饰，两者共同维持细胞内蛋白质稳态。

E3 泛素连接酶和 MASLD

E3 泛素连接酶数量众多且具有底物特异性，人类基因组中已鉴定出 600 多种。根据其特征结构域和泛素转移模式，可分为真正有趣的新基因（RING）、与 E6AP 羧基末端同源（HECT）和 RING-between-RING（RBR）三个主要亚家族 。

E3 连接酶靶向 MAPK 信号通路

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路在细胞应激、凋亡和炎症反应中起关键作用，由 MAPKKK、MAPKK 和 MAPK 依次激活形成级联反应，经典的 MAPK 信号通路包括细胞外信号调节激酶（ERK）、c-Jun N 末端激酶（JNK）和 p38 通路。

转化生长因子 -β 激活激酶 1（TAK1，也称为 MAP3K7）可激活下游 JNK 和 p38 通路。许多 E3 连接酶通过靶向 TAK1 调节 JNK/p38 通路。例如，TRIM8 在 MASLD/MASH 患者肝脏和 MASH 小鼠模型中表达增加，下调 TRIM8 可减轻 IR、肝脂质积累、炎症和纤维化。TRIM8 直接结合 TAK1 并诱导其泛素化，激活下游 JNK/p38 和核因子 κB（NF-κB）信号通路 。

TRIM31 在 MASH 小鼠和人类肝脏样本中表达下调，其通过抑制 rhomboid 5 homolog 2（RHBDF2）-MAP3K7 信号，减轻 MASLD。TRIM31 与 RHBDF2 相互作用，促进其 K48 连接的多聚泛素化降解，降低 MAP3K7 磷酸化和下游炎症信号 。

TRIM16 在肝细胞中对脂毒性有反应性上调，通过促进磷酸化 TAK1（p-TAK1）的 K48 连接的多聚泛素化和蛋白酶体降解，抑制 JNK/p38 信号通路，从而改善 MASH 。

TRIM38 的下调与 MASH 的发展密切相关，其过表达促进 TAK1 结合蛋白 2（TAB2）的降解，抑制 TAK1-MAPK 信号通路，减轻 MASH 进展 。

E3 连接酶靶向 AMPK 信号通路

AMP 激活的蛋白激酶（AMPK）是一个异源三聚体复合物，能感知细胞内 ATP 水平变化，调节能量代谢和维持内稳态。在氧化应激、葡萄糖剥夺和线粒体损伤等条件下，AMPK 激活促进 ATP 合成并抑制 ATP 分解 。

Makorin 环指蛋白 1（MKRN1）可靶向多种底物，参与肿瘤发生、细胞凋亡和脂肪细胞分化等过程。在 HFD 诱导的 MASLD 小鼠中，敲低 MKRN1 可减少肝脂质积累，其作用依赖于 AMPK。MKRN1 与 AMPK 相互作用，促进 AMPKα1 和 α2 亚基的 K48 连接的泛素化和蛋白酶体降解 。

E3 连接酶靶向 PPAR 信号通路

过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）是核受体超家族成员，通过复杂的信号网络调节糖脂代谢，已鉴定出 PPARα、PPARγ 和 PPARβ/δ 三种亚型 。

高度保守的 E3 泛素连接酶 seven in absentia homolog 1（SIAH1）在 MASLD 患者和小鼠中表达升高，其通过促进 PPAR 通路中固醇载体蛋白 2（SCP2）的泛素化和降解，调节 PPARα 表达，影响 MASLD 进展 。

Smad 泛素化调节因子 1（SMURF1）在调节脂质积累中起重要作用。SMURF1 基因敲除小鼠在衰老过程中肝脏出现脂质滴聚集，且在 HFD 喂养下肝脂肪变性加重。SMURF1 通过诱导 PPARγ 的 K63 连接的泛素化，抑制其转录活性 。

E3 连接酶靶向 DNL

在健康个体中，从头合成（DNL）将多余碳水化合物转化为甘油三酯储存，而在能量需求高时，储存的脂肪被动员分解供能，维持脂质代谢平衡。但过量 DNL 是肝内脂质沉积和 MASLD 发展的重要危险因素 。

从三羧酸循环（TCA）产生的柠檬酸到第一个脂肪酸产物琥珀酸，需要 ATP 柠檬酸裂解酶（ACLY）、乙酰辅酶 A 羧化酶 1（ACC1）和脂肪酸合酶（FASN）三种关键酶，固醇调节元件结合蛋白 - 1（SREBP1）是介导脂肪酸合成（FAS）的关键转录因子，其激活促进下游 ACC1、FAS 和硬脂酰辅酶 A 去饱和酶 1（SCD1）的转录，进而促进 DNL 。

SMURF1 通过与 SREBP1C 的螺旋 - 环 - 螺旋（HLH）结构域结合，阻止其被 FBW7 泛素化和降解，促进脂质生成 。此外，SMURF1 还通过稳定 MDM2，促进 p53 泛素化和降解，诱导 SREBP1C 转录，增加脂质生成 。

GP78 是一种内质网定位的 E3 泛素连接酶，参与内质网相关降解（ERAD）。GP78 敲除小鼠出现典型的肝脂质沉积、肝损伤和纤维化，其可介导胰岛素诱导基因 1（Insig-1）的降解，Insig-1 是 SREBP1 的关键负调节因子，GP78 对 Insig-1 的调节作用在不同器官可能存在差异 。

SH3 结构域包含的环指 2（SH3RF2）在人类、小鼠和猴子的脂肪肝肝细胞中下调，其通过促进 ACLY 的 K48 连接的泛素化依赖降解，减少 ACLY 蛋白水平，抑制胆固醇合成和脂质沉积 。

RNF5 与 HMG-CoA 还原酶降解蛋白 1（HRD1）相互作用，促进 HRD1 的 K48 和 K33 连接的泛素化和降解。HRD1 可直接靶向 ACLY 并促进其泛素化和降解，抑制肝细胞脂质合成，但在不同小鼠模型中其作用存在差异 。

Sorting nexin 8（SNX8）可招募 TRIM28 形成泛素连接酶复合物，促进 FASN 的 K48 连接的泛素化和降解，抑制脂肪酸延长和不饱和脂肪酸生成 。

其他参与 MASLD/MASH 的 E3 连接酶

TRIM26 在多种癌症和免疫反应中发挥作用，在 MASLD 中，其表达在棕榈酸 / 油酸（PAOA）处理的肝细胞中显著降低。TRIM26 通过促进 CCAAT / 增强子结合蛋白 δ（CEBPD）的多聚泛素化和蛋白酶体降解，抑制下游缺氧诱导因子 - 1α（HIF1A）信号，从而抑制 MASH 进展 。

GRAIL 在 MASLD 患者和小鼠肝脏中表达上调，其通过促进 Sirtuin 1（SIRT1）的 K48 连接的泛素化，降低 SIRT1 蛋白水平，促进肝脂质积累 。

Ubiquitin protein ligase E3 component N-recognin 1（UBR1）是一种新型哺乳动物蛋白质质量控制（PQC）系统调节因子。在 MASLD 中，肝细胞中富含动态变化的脂滴（LDs），perilipin 2（PLIN2）是一种 LD 稳定蛋白，可抑制 LD 水解，加重肝脂肪变性。亮氨酸和异亮氨酸可激活 UBR1，增加 PLIN2 泛素化和降解，改善肝脂肪变性 。

RNF186 在 MASLD 中表达增加，可诱导 ER 应激，损害胰岛素敏感性，调节糖脂代谢。在 HFD 诱导的 MASLD 中，RNF186 缺失通过增加自噬标记物 LC3BII 表达、自噬体形成和自噬通量，破坏 LDs 。

ITCH 是一种 HECT 型 E3 泛素连接酶，在 MASLD 中肝脏表达下调。Spartin 可激活 ITCH，ITCH 被招募到脂滴促进 PLIN2 的泛素化降解。ITCH 还参与支链氨基酸（BCAAs）代谢，敲除 ITCH 可减轻 MASLD 表型 。

TRIM59 在 MASLD 中表达升高，通过泛素化谷胱甘肽过氧化物酶 4（GPX4），降低其表达，促进铁死亡和肝脂肪变性。敲低 TRIM59 可增加 GPX4 水平，改善 HFD 诱导的 MASLD 。

TRIM67 在健康肝脏中几乎不表达，在肥胖个体和高脂饮食喂养小鼠的肝脏中诱导表达。敲除 TRIM67 可逆转 HFD 诱导的 MASLD 表型，抑制 ACC1 和 SCD1，上调 PPARα 和肉碱棕榈酰转移酶 1a（CPT1-α），减轻炎症和纤维化 。

DUBs 和 MASLD

DUBs 是泛素稳态的关键调节因子，人类基因组中约有 100 种，根据结构可分为半胱氨酸蛋白酶和催化锌离子金属蛋白酶（金属蛋白酶）两大类，半胱氨酸蛋白酶又可细分为六个亚类 。

DUBs 靶向 MAPK 信号通路

USP18 在 MASH 患者和 HFD 诱导或遗传性肥胖小鼠肝脏中蛋白水平降低，其过表达可改善 ob/ob 小鼠的肝脂肪变性、IR 和炎症。USP18 通过抑制 TAK1 激活，抑制下游 JNK 和 NF-κB 信号通路，减轻 MASLD 进展 。

USP4 在 MASLD 患者和不同 MASLD 小鼠模型中肝脏表达下调，其过表达可增加胰岛素敏感性，减轻脂肪变性和炎症损伤。USP4 通过去泛素化 TAK1，抑制 TAK1/JNK 信号激活，在改善 IR 方面有重要作用 。

CYLD 在 MASH 模型小鼠和 MASLD 或 MASH 个体中肝脏表达下调，与 MASLD 严重程度相关。E3 连接酶 TRIM47 与 CYLD 相互作用并使其泛素化降解，降低 CYLD 水平。CYLD 直接与 TAK1 相互作用，去除其 K63 连接的多聚泛素链，抑制下游 TAK1-JNK/p38 通路 。

TNFAIP3 可抑制 MASH 的发展，通过去除 ASK1 上的 K11、K29 和 K63 多聚泛素，抑制 ASK1 过度激活，从而抑制下游 JNK-p38 信号通路，减少肝脂质积累和炎症反应 。

DUBs 靶向 PPAR 信号通路

USP25 在 MASLD 患者和小鼠肝脏中蛋白水平降低，敲除 USP25 或使用其抑制剂 AZ1 可增强 HFD 诱导的脂肪沉积。USP25 通过去除 PPARα 的 K48 连接的泛素，抑制其降解，低水平的 USP25 稳定 PPARα 及下游信号通路，导致脂质变性 。

DUBs 靶向 DNL

USP7 通过去泛素化锌指蛋白 638（ZNF638），促进其转录，通过 AKT/mTORC1/S6K 信号促进裂解的 SREBP1C 核积累，促进 DNL 。使用 GalNAc 共轭的 ZNF638-siRNA 和 USP7 抑制剂 P22077 处理肝脂肪变性小鼠，可降低 ZNF638、核 SREBP1C 和 DNL 酶的表达 。

USP10 在 MASLD 患者肝脏中表达低于正常对照，其过表达可逆转 MASLD 相关表型。USP10 通过与 SIRT6 相互作用，减少其泛素化和降解，促进脂质合成相关因子 SREBP1 和 FASN 的表达，从而减轻 MASLD 。

其他参与 MASLD/MASH 的 DUBs

USP15 在 MASLD 小鼠和个体肝脏中表达上调，通过与脂肪酸结合蛋白（FABPs）和 perilipins 相互作用，减少其泛素化，增加蛋白稳定性，导致脂质积累。肝特异性 USP15 敲除小鼠肝脂质积累和脂肪酸积累相关基因表达显著降低 。

USP14 在 MASLD 和 MASH 肝脏中表达升高，其敲除可下调炎症和纤维化相关蛋白表达。USP14 通过去除热休克蛋白 90α 家族 A 类成员 1（HSP90AA1）的 K48 连接的泛素，稳定 HSP90AA1，进而调节细胞色素 P450 2E1（CYP2E1）的稳定性，促进肝脂肪变性和 IR 。

USP33 在喂食 HFHC 饮食的沙鼠和患者中表达升高，可促进星状细胞激活和糖酵解，上调纤维化相关蛋白表达。抑制 USP33 可减轻纤维化进展 。

USP11 可去除 Kruppel 样因子 4（KLF4）的 K63 连接的泛素，促进其降解。在 HCC 细胞中降低 USP11 水平可增加 KLF4 水平，抑制肿瘤细胞增殖和化疗耐药性 。

作为治疗剂的 E3 连接酶或 DUBs 的小分子抑制剂

目前，尚无专门针对 MASLD/MASH 的 E3 连接酶或 DUBs 疗法的临床试验。但已发现一些靶向 E3 连接酶或 DUBs 的小分子抑制剂，在其他疾病中显示出抑制或治疗效果，对 MASLD/MASH 有潜在治疗作用 。

A01 是一种特异性 SMURF1 抑制剂，可破坏 SMURF1 与其靶蛋白的相互作用，减轻小鼠急性视网膜损伤 。

LS-102 是 HRD1 的小分子抑制剂，可有效阻断登革热病毒 2（DENV2）感染，破坏病毒传播 。

MTX 是 USP11 抑制剂，可减轻单侧输尿管梗阻（UUO）模型小鼠肾脏的衰老和纤维化 。

P5091、DHPO、FT671 和 P22077 等是 USP7 抑制剂，在多种癌症和其他疾病模型中显示出抑制肿瘤生长、促进细胞凋亡等作用，在 MASLD 中也有抑制肝脂质沉积的效果 。

Vialinin A 是 USP4 抑制剂，可减轻缺血性中风小鼠的缺血再灌注损伤和自身免疫性肝炎小鼠的肝脏炎症和纤维化 。

AZ1 是 USP25 抑制剂，在 MASLD 中可抑制 USP25，增强肝脂质沉积，同时在结肠炎和结直肠癌中也有抑制疾病发展的作用 。

结论和展望

MASLD 患病率不断上升，目前的治疗药物无法满足临床需求。本文总结了 E3 泛素连接酶和 DUBs 在 MASLD/MASH 发病机制中的重要作用，为治疗 MASH 提供了新方向 。

针对 E3 连接酶和 DUBs 的药物研发取得了一定进展，如一些 E3 连接酶抑制剂已进入临床试验阶段，DUB 抑制剂在癌症治疗中也展现出潜力。此外，靶向 E3 连接酶和 DUBs 的上游调节剂、核酸类药物以及 PROTAC 技术等为 MASLD 治疗带来了新希望 。

然而，由于 MASLD 发病机制复杂，E3 泛素连接酶和 DUBs 可能具有多个底物，在开发相关治疗策略时需要考虑潜在的不良反应。未来还需进一步研究这些酶在其他细胞（如库普弗细胞和星状细胞）中的作用，以及它们在 MASLD/MASH 病理过程中的协同调控机制 。