非酒精性脂肪肝(Nonalcoholic fatty liver disease ,NAFLD))是一种常见的肝脏疾病,其主要特征是肝脏内脂肪堆积过多,导致肝细胞受损和炎症反应。它通常与肥胖、高血压、高血脂、糖尿病等代谢性疾病相关,且可进一步发展为肝纤维化、肝硬化甚至肝癌。据2022年统计,全球约有32.4%的人口中患有不同程度的非酒精性脂肪肝,也就是说平均每三个人中就有一个人患有此疾病,但至今还没有有效针对NAFLD的药物。
该成果报道了通过抑制细胞内胆固醇合成通路中的24-脱氢胆固醇还原酶(DHCR24)上调链甾醇(desmosterol),从而靶向针对肝脏中的巨噬细胞(Kupffer cell)的肝X受体(liver x receptor,LXR) 治疗非酒精性脂肪肝等代谢性疾病的新策略。
肝X受体LXR一直是代谢领域的热门药物靶点。激活LXR能够促进胆固醇排出,同时抑制炎症反应,但传统LXR激动剂因其同时会激活SREBPs信号通路而促进肝脏脂质合成,从而恶化脂肪在肝脏中的累积达不到最终研究目的。2012年,该团队首次报道了链甾醇可作为细胞内天然的LXR受体激活LXR,从而促进胆固醇流出和抑制炎症反应(图1)。值得一提的是链甾醇激活的LXR同时会抑制SREBPs信号通路从而抑制脂质生成(Spann, Cell, 2012)。这也使得链甾醇成为激活细胞内LXR的新靶点。
图1 链甾醇可作为内源性LXR激动剂激活LXR,同时抑制SREBFPs信号通路
链甾醇是细胞内胆固醇合成最后一步产物,其可以被24-脱氢胆固醇还原酶 DHCR24最终催化为胆固醇。2019年,该团队在美国科学院院刊PNAS在线发表文章“Inhibition of Δ24-dehydrocholesterol reductase activates pro-resolving lipid mediator biosynthesis and inflammation resolution”报道人工合成的DHCR24抑制剂SH42,可通过抑制DHCR24活性,从而让细胞内链甾醇累积从而激活LXR,最终抑制炎症反应(图2)(Korner, PNAS, 2019)。
图2 抑制24-脱氢胆固醇还原酶 DHCR24促进链甾醇在细胞内累积,从而激活LXR抑制炎症反
之后,该团队利用其独有的拟人化APOE*3-Leiden.CETP小鼠构造出NAFLD模型,通过注射SH42验证能否通过抑制DHCR24治疗NAFLD疾病。结果表明SH42可以通过上调链甾醇从而激活LXRa,抑制由高脂肪高胆固醇引起炎症和Kupffer cell激活,同时抑制SREBPs介导的脂质合成,“一石二鸟“从而最终抑制NAFLD的发展(图3,Zhou, EMBO Mol Med,2023)。
图3 抑制24-脱氢胆固醇还原酶 DHCR24增加链甾醇细胞内累积,从而激活LXRa,抑制 Kupffer cell激活,改善非酒精性脂肪肝疾病的发展
该团队的一系列研究表明,抑制24-脱氢胆固醇还原酶,例如如通过SH42,可通过上调细胞内链甾醇从而激活LXR, 可能是治疗NAFLD等心血管代谢性疾病以及癌症的全新靶点。