《Life Sciences》:NIK suppresses AKT/ACLY pathway-mediated lipogenesis in liver by stabilizing INPP5B during chronic ethanol exposure
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酒精性肝病中NF-κB诱导激酶(NIK)通过稳定INPP5B抑制AKT/ACLY脂生成通路发挥保护作用,其机制依赖NIK招募INPP5B至APPL1复合物减少泛素化降解
张文|齐满志|赵小静|钟颖|徐伟龙|梁生|刘阳
南京医科大学基础医学学院药理学系,中国江苏省南京市211166
摘要
背景
肝脂肪变性是酒精相关性肝病(ALD)的标志性特征,它与肝脏炎症相互作用,推动疾病进展。NF-κB诱导激酶(NIK)已被证实是连接炎症和脂肪变性的桥梁。有趣的是,在慢性加暴饮模型中,肝细胞特异性NIK缺陷可以减轻ALD症状,但在长期乙醇暴露下却反而加重了疾病,这表明NIK的作用具有复杂性且依赖于具体环境。
方法
为阐明这种保护作用背后的机制,我们在肝细胞特异性NIK敲除(NIKΔhep)小鼠中进行了转录组学和蛋白质组学分析。关键发现通过免疫印迹、共免疫沉淀以及体内和体外功能丧失实验得到了验证。
结果
我们发现NIK缺陷会激活AKT,从而增强ATP-柠檬酸裂合酶(ACLY)介导的脂质生成。转录组学和蛋白质组学分析表明,肌醇多磷酸-5-磷酸酶B(INPP5B)是抑制NIK下游AKT信号传导的关键介质。进一步的研究表明,NIK通过将其招募到APPL1适配蛋白复合物中,稳定INPP5B,从而减少其泛素化及其随后的降解。
结论
我们的研究揭示了NIK的一个新的保护作用:它通过稳定INPP5B来抑制AKT/ACLY介导的脂质生成途径,从而改善慢性乙醇引起的肝脂肪变性。这一发现为NIK在ALD中的环境依赖性功能提供了重要的机制解释,并重新定义了其作为慢性肝病潜在代谢保护因子的作用。
引言
酒精相关性肝病(ALD)是由于长期过量饮酒导致的进行性肝损伤,表现为从脂肪变性到脂肪性肝炎、肝硬化乃至肝细胞癌的演变[1]。ALD导致了全球约50%的肝硬化相关死亡,并成为西方国家肝脏移植的主要适应症,给医疗系统带来了巨大负担[2,3]。炎症反应和脂质代谢紊乱共同推动了ALD的进展。乙醇及其代谢物通过上调脂质生成基因[4, [5], [6]]同时抑制脂肪酸β-氧化基因[7,8],从而促进肝脂肪变性。随后的脂质毒性会激活库普弗细胞和肝星形细胞,释放促炎介质[4,9,10]。相反,炎症信号通路(如NF-κB)的激活会抑制过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)介导的脂肪酸氧化[7,11,12],而肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-1β(IL-1β)等细胞因子则会抑制腺苷5′-单磷酸(AMPK)活性,进而激活固醇调节元件结合蛋白-1c(SREBP-1c),促进脂质合成[13,14]。
NF-κB诱导激酶(NIK)作为非经典NF-κB信号通路的上游因子[15],在炎症与脂肪变性之间起桥梁作用:NIK通过肝细胞/免疫细胞的相互作用促进高脂饮食引起的肝脂肪变性[16];当被肠道内毒素衍生的TNF-α激活时,NIK会抑制肝脏中的β-氧化过程,在慢性加暴饮模型中有效减轻肝脂肪变性和损伤[7]。因此,我们将NIK对PPARα的抑制作用扩展到慢性乙醇暴露模型中,全面评估NIK作为ALD治疗靶点的可行性。令人惊讶的是,肝细胞特异性NIK缺陷反而加重了慢性乙醇暴露引起的肝脂肪变性和损伤。这种矛盾现象归因于AKT/ATP-柠檬酸裂合酶(ACLY)介导的脂质生成激活。我们的发现揭示了NIK在ALD发病机制中的环境依赖性作用,进一步扩展了对其作为ALD治疗靶点的认识。
质粒和化学试剂
NIK腺病毒(Ad-NIK)和NF-κB P52腺病毒(Ad-P52)(pAdeno-TBG-MCS-3FLAG载体)由OBiO Technology Corp., Ltd.按照先前描述的方法进行包装和纯化[7]。肌醇多磷酸-5-磷酸酶B(INPP5B)敲低质粒(pLenti-U6-shRNA-CMV-GFP-2A-Puro, Lent-sh-Inpp5b)、pcDNA-3HA-NIK质粒、pRK7-N-FLAG-NIK质粒、pRK7-N-FLAG-NIK(KA)质粒(激酶失活形式)以及pcDNA-3HA-适配蛋白(含有PH结构域和亮氨酸拉链1的APPL1)质粒。
肝细胞特异性NIK缺陷通过增强AKT/ACLY依赖的脂质生成加重肝脂肪变性
NIKΔhep和NIKf/f小鼠被喂食Lieber-DeCarli乙醇饮食4周。与慢性加暴饮模型中的保护作用相反[7],肝细胞特异性NIK缺陷在长期乙醇暴露下加剧了ALD的进展,表现为脂质积累增加(图1A)、肝组织TAG含量升高以及血清ALT水平上升(图1B)。小鼠肝脏的转录组分析显示PI3K/AKT信号通路(图1C)及相关通路(FoxO等)被激活。
讨论
我们的研究表明,在慢性乙醇暴露期间,NIK具有保护作用,可通过抑制AKT/ACLY介导的脂质生成来延缓ALD的进展。先前的研究显示NIK会抑制肝脏脂肪酸氧化,从而促进慢性加暴饮模型中的酒精性脂肪变性[7],但本研究表明NIK在慢性乙醇摄入时具有保护作用。这种矛盾现象可能是由于两种模型中的环境差异所致。
结论
本研究表明,NIK通过稳定INPP5B来抑制AKT/ACLY介导的脂质生成,从而改善慢性乙醇引起的肝脂肪变性。这些发现表明,单独抑制NIK并不足以作为ALD的有效治疗策略,需要在其适宜范围内精确调节其活性。
CRediT作者贡献声明
张文:数据验证、研究设计、数据分析。
齐满志:数据可视化、方法学研究。
赵小静:数据可视化、方法学研究。
钟颖:项目管理、方法学研究。
徐伟龙:研究指导、资金获取。
梁生:论文撰写与编辑、研究指导、项目管理、资金获取、概念构思。
刘阳:论文撰写与编辑、初稿撰写、数据验证、研究指导。
写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在撰写手稿过程中,作者使用了[DeepSeek]工具来提升手稿的可读性和语言表达。使用AI工具后,作者对内容进行了多次审阅和修改,并对最终发表的文章负全责。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本论文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金(项目编号:82170877、82205025)的资助。
数据共享
RNA-Seq数据已上传至GEO数据库(网址:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo, accession号:GSE303667)。原始蛋白质组学数据已存储在ProteomeXchange联盟(网址:https://proteomecentral.proteomexchange.org,标识符:PXD066578)中。