FGF21基因缺失加剧GAN饮食和酒精喂养大鼠的肝功能障碍：代谢性肝病研究新模型

为解决代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)缺乏有效治疗手段和动物模型的难题，哥本哈根大学团队通过CRISPR/Cas9技术构建首个FGF21基因敲除大鼠模型，结合GAN饮食诱导发现：FGF21缺失会轻微加剧肝肿大和转氨酶升高，但不影响体重或MASH组织学特征。该研究为FGF21类似物治疗酒精性肝病提供了新型转化研究工具，成果发表于《npj Metabolic Health and Disease》。

　　

在代谢性疾病肆虐的现代社会中，代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)已成为全球最常见的慢性肝病，却仍缺乏FDA批准的特效药物。纤维细胞生长因子21(FGF21)作为肝脏分泌的"代谢调节器"，其类似物在临床试验中展现出改善肝脏脂肪变性和纤维化的潜力，但内源性FGF21在疾病发展中的具体作用机制尚不明确。更引人注目的是，近年研究发现FGF21能通过杏仁核-纹状体回路调控酒精摄入行为，这为代谢与成瘾行为的交叉研究开辟了新视角。然而，现有研究多局限于小鼠模型，而大鼠在模拟人类肝纤维化和成瘾行为方面具有更显著的转化价值。

哥本哈根大学与Gubra公司的联合团队在《npj Metabolic Health and Disease》发表研究，首次利用CRISPR/Cas9技术成功构建FGF21基因敲除大鼠模型。研究人员通过插入人工终止密码子破坏FGF21活性区域，经12周GAN饮食(含40%脂肪、22%果糖和2%胆固醇)或酒精暴露实验，结合深度学习的GHOST组织评分系统、肝脏转录组分析和多维度行为学测试，系统评估了该模型的病理特征。

FGF21缺失加剧肝脏代谢紊乱
通过对比野生型(WT)和敲除型(KO)大鼠发现，GAN饮食使两组均出现典型代谢异常：肝脏重量增加35%、血浆总胆固醇上升2倍、ALT/AST显著升高。FGF21缺失使这些变化进一步加剧，KO组的肝脏重量额外增加8%，AST水平升高25%，且出现α-SMA标记的肝星状细胞活化增强，提示更严重的肝损伤。但出乎意料的是，两组在体重变化、脂肪分布和糖耐量等代谢参数上无差异。

MASH组织学特征不受基因型影响
采用深度学习算法GHOST分析显示，GAN饮食成功诱导中度MASH(NAFLD活动评分NAS 2-5)，56%动物达到NAS≥4，主要表现为脂滴面积增加3倍和炎症灶数量翻倍。但KO与WT组的组织学评分无统计学差异，包括脂肪变性程度、小叶炎症、气球样变等关键指标。值得注意的是，12周干预未能诱发明显肝纤维化，这可能与实验周期较短或大鼠品系特性有关。

转录组揭示饮食主导的基因调控
对肝脏RNA-seq数据的PCA分析显示，86%的转录变异源于饮食干预，而基因型仅引起21个基因的差异表达。MASH相关标志基因(如Col1a1、Timp1)和纤维化通路基因在两组间无显著变化，这与组织学结果相互印证，表明内源性FGF21缺失不足以单独驱动转录水平的病理改变。

酒精摄入行为不受内源性FGF21调控
在连续10%酒精暴露、间歇性暴饮和"黑暗期饮用"三种范式测试中，KO组与WT组的酒精偏好度和摄入量均无差异。这与小鼠研究结论相左，可能反映啮齿类动物种属差异——Wistar大鼠本身具有高酒精偏好特性。但KO组仍表现出ALT水平升高，提示FGF21对酒精性肝损伤具有保护作用。

这项研究建立了首个表征完整的FGF21敲除大鼠模型，揭示其在GAN饮食下会加重肝肿大和转氨酶升高，但不足以改变MASH核心病理特征。这一发现为理解FGF21的种属特异性功能提供了新视角：虽然FGF21类似物在治疗中显示出强大疗效，但内源性FGF21在疾病自然进程中的作用可能较为有限。研究同时澄清了FGF21-β-klotho通路在啮齿类酒精摄入行为调控中的物种差异，为代谢-神经行为交叉研究提供了重要参考。

该模型的成功构建具有多重意义：技术上，首次将CRISPR/Cas9基因编辑与大鼠转化医学模型相结合；应用上，为FGF21类似物的疗效机制研究和临床前评价提供了更接近人类的实验系统；理论上，揭示了代谢调节因子在疾病发生发展中的复杂作用层次。未来研究可通过延长干预时间、联合其他致病因素等方式，进一步挖掘该模型在晚期肝纤维化和肝癌研究中的潜力。