肝脏做为代谢的中心器官，在代谢疾病的发生中起着核心作用。肥胖和2型糖尿病（T2D）往往伴随着脂肪肝。相当一部分脂肪肝会发展成为非酒精性脂肪肝炎(NASH)，进而发展成肝硬化和肝癌。NASH目前除了肝脏移植之外没有有效的治疗手段。近期一些针对它的临床试验失败更是加剧了研究新的致病机理和开发新的药物靶点的迫切性。

近日，来自哥伦比亚大学的强力教授、军事医学科学院国家蛋白质科学中心和贝勒医学院的秦钧教授及其合作者在Journal of Hepatology (IF= 18.946) 杂志上发表最新研究论文。研究者利用定量蛋白组学分析策略（LC-MS/MS）分析正常饮食和高脂饮食小鼠肝脏中诱导调控的转录因子变化。该研究首次提出了调节造血和免疫的关键转录因子PU.1可能是肝脏代谢疾病的发病机理中的一个关键的分子靶标，对多种肝脏代谢疾病的药物开发具有重要的启发意义。据悉，刘琼明博士、于俊杰博士和汪丽恒博士为共同第一作者。强力教授、秦钧教授和Pajvani 教授为论文共同通讯作者。

研究者首先通过转录因子亲和富集结合LC-MS/MS技术对小鼠肝脏中导致胰岛素抵抗的内源转录因子进行了系统性分析。在饮食诱导的肥胖小鼠（DIO小鼠）肝脏中发现了一系列表达量改变的转录因子，其中髓样细胞活性的主要调节剂—PU.1/SPI1显著上调。并进一步运用SWATH结合LC-MS/MS技术对2型糖尿病小鼠模型 (db/db小鼠) 肝脏中PU.1进行定量，证实肝脏中PU.1与葡萄糖稳态失调密切相关，降低肝脏中的PU.1的表达水平能够显著降低肥胖小鼠跟2型糖尿病db/db小鼠的血糖水平。

图1 高脂饮食小鼠肝脏中转录因子PU.1上调

在肝脏中，肝细胞的数目仅占60%-70%，其余的非肝细胞包含有大量的免疫细胞。研究者通过构建肝细胞特异性Pu.1敲除小鼠发现其葡萄糖耐量未受影响，证实了葡萄糖稳态的改善并不是由于肝细胞Pu.1基因缺失。有证据表明巨噬细胞参与了胰岛素抵抗和T2D的发病机制，因此研究者进一步分析了巨噬细胞PU.1的表达情况。研究发现当巨噬细胞PU.1表达下调>80%时，PU.1敲减会降低整个肝脏中促炎基因的表达。利用脂多糖 (LPS)处理骨髓衍生巨噬细胞以刺激炎症反应，结果发现PU.1表达量上调了3.5倍，与前期DIO和db/db小鼠肝脏中变化类似。综上，研究者认为肝脏中的PU.1主要由巨噬细胞表达，巨噬细胞在肝脏炎症反应和代谢调节中具有重要的调控作用。

图2抑制PU.1可抑制肝脏巨噬细胞的炎症反应

PU.1本来是在造血过程中调控髓样细胞及淋巴细胞，因此它也是一个白血病的药物靶点。那么，PU.1能否作为代谢疾病新的治疗靶点？研究者利用已知的PU.1抑制剂DB1976进行了实验验证，证实DB1976对肥胖小鼠和非酒精性脂肪性肝炎（NASH）小鼠的代谢状况都有显著提高。抑制PU.1能够抑制肝脏炎症，显著改善血糖代谢，降低脂肪肝和纤维化。

最后，研究者进一步对38位接受过皮肝穿刺活检的门诊患者样本做了全面分析。研究发现肝脏中PU.1的表达水平和肝脏炎症和胰岛素抵抗具有很强的相关性。有趣的是，在这些受试者中，研究者注意到PU.1在NASH中升高，但在脂肪变性肝脏中没有升高，并且与TNFA的mRNA水平紧密相关，这一现象与小鼠体内的发现是一致的。这项研究进一步表明，PU.1参与了人类肝脏功能障碍的发病机理。

图3 肝脏PU.1表达与人类胰岛素抵抗和炎症相关

综上所述，本文利用串联定量蛋白组学分析策略（LC-MS/MS）分析正常饮食和高脂饮食小鼠肝脏中诱导调控的转录因子（TF）变化，发现PU.1/SPI1显著上调。进而通过基因敲除、shRNA和小分子抑制剂多方向检测，证实肝脏中抑制造血免疫的关键转录因子PU.1诱导调控db / db和DIO小鼠体内的葡萄糖稳态，靶向PU.1可抑制巨噬细胞的炎症反应，改善代谢功能障碍和非酒精性脂肪肝炎。总的来说，该研究首次提出了PU.1可能是肝脏代谢疾病的发病机理中的一个关键的分子靶标，对多种肝脏代谢疾病的药物开发具有重要的启发意义。

参考文献

1、Liu Q, et al., 2020, Inhibition of PU.1 ameliorates metabolic dysfunction and non-alcoholic steatohepatitis, Journal of Hepatology.

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