非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是目前最常見的慢性肝病之一。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，近年來NAFLD的發(fā)病率在持續(xù)增加，全球大約有1/4的成年人患有NAFLD。這種疾病可逐漸進(jìn)展為非酒精性脂肪性肝炎（NASH），并增加肝纖維化、肝硬化和肝癌的風(fēng)險。

之前的研究表明，NAFLD/NASH與肝臟中的脂肪堆積（脂肪變性）有關(guān)。然而，患者脂肪變性的確切機(jī)制仍然有待闡明。近日，美國堪薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，VMP1蛋白的缺乏會損害肝臟的脂肪分泌和代謝，因而可能導(dǎo)致非酒精性脂肪性肝病的進(jìn)展。

這項題為“Lack of VMP1 impairs hepatic lipoprotein secretion and promotes non-alcoholic steatohepatitis”的研究成果于2022年4月發(fā)表在肝臟病學(xué)頂級期刊《Journal of Hepatology》雜志上。通訊作者是堪薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的倪紅敏教授。

研究材料和方法
在此項研究中，研究人員構(gòu)建了肝臟特異性和肝細(xì)胞特異性的Vmp1敲除小鼠（分別稱為L-Vmp1 KO和H-Vmp1 KO小鼠），并與賽業(yè)生物合作構(gòu)建了Vmp1敲入（Vmp1KI）小鼠。他們通過代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組分析來鑒定這些小鼠的脂質(zhì)和能量代謝，并對飼喂NASH飼料的VMP1肝臟過表達(dá)小鼠進(jìn)行鑒定。

技術(shù)路線

01肝細(xì)胞中Vmp1的缺失導(dǎo)致肝臟脂質(zhì)積累

02肝細(xì)胞中Vmp1的缺失破壞極低密度脂蛋白的分泌

03肝細(xì)胞中Vmp1缺失導(dǎo)致肝臟脂肪變性的機(jī)制

04Vmp1的肝細(xì)胞特異性缺失可導(dǎo)致非酒精性脂肪性肝炎

研究結(jié)果
1.肝細(xì)胞中Vmp1的缺失會破壞小鼠的脂蛋白分泌
液泡膜蛋白1（VMP1）是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)跨膜蛋白，可調(diào)節(jié)自噬體和脂滴的形成。最近的證據(jù)表明，VMP1在斑馬魚和培養(yǎng)細(xì)胞的脂蛋白分泌中發(fā)揮關(guān)鍵作用。然而，在NAFLD和NASH發(fā)生時，VMP1對脂蛋白分泌和脂質(zhì)積累的調(diào)節(jié)有何病理生理學(xué)作用以及機(jī)制如何，目前還不大清楚。

為了研究VMP1在小鼠體內(nèi)的生理功能，研究人員構(gòu)建了H-Vmp1KO小鼠。H-Vmp1KO小鼠表現(xiàn)出微脂肪變性、肝細(xì)胞氣球樣變、小葉炎癥和肝脂質(zhì)積累。與野生型小鼠相比，H-Vmp1KO小鼠的肝甘油三酯和膽固醇水平顯著增加。這些數(shù)據(jù)表明，VMP1在調(diào)節(jié)小鼠肝臟脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)中起重要作用，Vmp1的缺失會導(dǎo)致小鼠肝臟中脂質(zhì)的積累。

肝臟脂肪堆積通常會導(dǎo)致肝臟內(nèi)極低密度脂蛋白（VLDL）合成和分泌增加，這是減輕脂肪堆積的一種適應(yīng)性機(jī)制。若極低密度脂蛋白分泌受損，就會導(dǎo)致嚴(yán)重的肝臟脂肪變性。

因此，研究人員接下來分析了Vmp1敲除后的脂蛋白分泌。他們發(fā)現(xiàn)，在敲除Vmp1后，小鼠的血清甘油三酯水平和甘油三酯分泌率顯著降低。同時，小鼠肝臟和血清中的載脂蛋白B100（APOB100）水平也降低（圖1）。與對照相比，Vmp1KO肝細(xì)胞中p62和LC3-II的本底水平要高得多，表明該細(xì)胞的自噬受損。由此可見，肝細(xì)胞Vmp1的缺失會破壞小鼠極低密度脂蛋白分泌和肝臟自噬。
 

圖1 Vmp1KO小鼠的甘油三酯和脂蛋白分泌降低

2.肝細(xì)胞中Vmp1的缺失導(dǎo)致脂肪酸β-氧化受損
通過脂質(zhì)組學(xué)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)H-Vmp1 KO小鼠肝臟中的磷脂水平顯著降低，而鞘脂和中性脂質(zhì)顯著增加。其中，磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺的水平顯著降低，且磷脂成分發(fā)生改變。代謝組學(xué)分析顯示，H-Vmp1KO小鼠肝臟中β-羥基丁酸水平降低，而Vmp1KO肝細(xì)胞中的脂肪酸β-氧化水平降低，這表明可能是脂肪酸β-氧化的受損導(dǎo)致H-Vmp1KO小鼠的肝臟脂肪變性。

他們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在H-Vmp1KO肝臟中，巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的數(shù)量增加，且炎癥基因的mRNA水平顯著提高。同時，肝臟α-平滑肌肌動蛋白和羥脯氨酸水平升高，且纖維化基因表達(dá)增加。轉(zhuǎn)錄組分析的結(jié)果也證實，炎癥和纖維化增加。這些結(jié)果表明，Vmp1的肝細(xì)胞特異性缺失導(dǎo)致肝脂肪變性進(jìn)展為非酒精性脂肪性肝炎。

3.Vmp1的回補(bǔ)減輕了非酒精性脂肪性肝炎
之后，研究人員構(gòu)建了Vmp1回補(bǔ)小鼠（H-Vmp1KO/KI）（由賽業(yè)生物提供合作與技術(shù)支持）。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Vmp1基因回補(bǔ)后，H-Vmp1KO小鼠的極低密度脂蛋白水平降低不僅得到糾正，而且進(jìn)一步增加。Vmp1回補(bǔ)小鼠的APOB水平完全恢復(fù)，甘油三酯分泌也高于野生型小鼠，且肝腫大和肝損傷也得到糾正。種種跡象表明，Vmp1的回補(bǔ)改善了極低密度脂蛋白的分泌受損，并減輕了非酒精性脂肪性肝炎。
 

圖2 條件性敲入鼠打靶方案示意圖
 

最后，研究人員發(fā)現(xiàn)VMP1降低與人類NAFLD和NASH相關(guān)。高脂飲食（CDAHFD）喂養(yǎng)的小鼠出現(xiàn)典型的NASH癥狀，且VMP1的蛋白和mRNA水平降低。不過，VMP1的過表達(dá)顯著減輕了高脂飲食誘導(dǎo)的磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺水平降低、脂肪變性和極低密度脂蛋白分泌受損。
 

研究結(jié)論

圖3 肝臟中VMP1的缺乏導(dǎo)致NAFLD/NASH的示意圖

這項研究表明，肝臟中VMP1的缺乏會破壞極低密度脂蛋白分泌和自噬，進(jìn)而導(dǎo)致非酒精性脂肪性肝病（圖2）。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)VMP1基因內(nèi)含子中的一些SNP，與低密度脂蛋白膽固醇、總膽固醇和甘油三酯水平升高相關(guān)。Vmp1KO小鼠的循環(huán)甘油三酯和膽固醇降低有望帶來新的策略，以VMP1為靶點來預(yù)防心血管疾病和動脈粥樣硬化。
 

原文檢索：

Jiang X, Fulte S, et al. Lack of VMP1 impairs hepatic lipoprotein secretion and promotes non-alcoholic steatohepatitis. J Hepatol. 2022 Apr 19:S0168-8278(22)00245-8. doi: 10.1016/j.jhep.2022.04.010. Epub ahead of print. PMID: 35452693.

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