患病率可高达30%！谭毅团队 Hepatology 报道 AMPK激动剂逆转非酒精性脂肪性肝病的机制
研究背景
非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）正悄无声息的影响着全球大部分人的生活。据李红良教授 2019 年发表在 Hepatology 的文章显示，我国 NAFLD 患者数量在过去十年迅猛增长，涉及 200 多万人、392 项研究的 Meta 分析发现，我国的发病率已达到 29.2%[1]！
但是对于 NAFLD 的研究才只是「冰山一角」，致病机理相当复杂，同时也缺乏有效的治疗手段。
成纤维细胞生长因子（FGFs）是广谱的促分裂原，在发育，代谢和组织稳态中起着至关重要的作用。FGF / FGF 受体（FGFR）信号轴的功能异常在各种人类疾病中都可以观察到 (2)。
2020 年 9 月 23 日，路易斯维尔大学谭毅团队在 Hepatology 杂志上在线发表了题为 Activating AMP-activated Protein Kinase Mediates Fibroblast Growth Factor 1 Protection from Nonalcoholic Fatty Liver Disease in Mice 的研究成果 (4)。该项研究发现 FGF1 可通过激活 AMPK 途径逆转 NAFLD。
文章第一作者为 Qian Lin, 温州医科大学李校堃院士、黄志峰教授等团队参与了这项工作。
研究内容 FGF1 在葡萄糖稳态中的代谢作用已经扩展到促分裂原的功能。由于天然 FGF1 会诱导过度增殖，因此使用它可能会增加致癌风险 (3)，这限制了它的广泛应用。
为了解决这弊端，温州医科大学黄志锋团队设计了一个带有三重突变（FGF1△HBS ，即肝素结合位点 Lys127，Lys128 和 Lys133 缺陷型）的 FGF1 (6)，从而减弱了其诱导 HS（硫酸乙酰肝素）辅助的 FGFR 二聚和激活的能力。FGF1△HBS 在体内和体外均保留了野生型 FGF1 的全部代谢活性，但其增殖潜力却大大降低。谭毅、黄志峰团队以此为研究工具进行了以下研究，发现 FGF1 可通过激活 AMPK 途径逆转 NAFLD。
1. FGF1△HBS 治疗可逆转恢复 db/db 小鼠抗氧化活性和肝脏脂质代谢功能。 db/db 小鼠（瘦素受体基因缺陷，2 型糖尿病小鼠模型）经 FGF1△HBS 治疗三个月后，糖耐量改善，NAFLD 的大多数特征均有减轻。检测肝脏脂肪酸合成和分解通路的关键基因，发现 FGF1△HBS 可以通过抑制脂肪合成和促进脂肪酸氧化来帮助抑制二型糖尿病中肝的脂质沉积。
2. FGF1 对肝氧化应激的保护需要 Nrf2。 使用棕榈酸酯处理 HepG2 肝细胞，以模拟糖尿病环境中的氧化损伤和脂质失调。发现 Nrf 入核被抑制，脂滴形成增加。Nrf2 敲低（siNrf2）完全消除了用 FGF1△HBS 或 FGF1-WT 处理棕榈酸酯诱导的 HepG2 细胞氧化应激的保护作用，但对脂质沉积不起作用。
3. AMPK 对于 FGF1 保护是必需的，以防止棕榈酸诱导的脂质代谢失调和氧化应激。 使用 AMPKα-siRNA 在小鼠原代肝细胞中进行了功能缺失的研究。AMPKα 的敲低显著增加了棕榈酸酯诱导的脂质沉积，并加重了棕榈酸酯诱导的氧化应激。
4. FGFR4 介导 FGF1 对 AMPK 的激活和对棕榈酸诱导脂质堆积的抑制。 FGFR4-siRNA 显著降低了 FGFR4 表达，同时显著降低了 AMPK 及其下游靶基因 ACC 的磷酸化。值得注意的是，FGFR4 的敲低提高了棕榈酸酯诱导的脂质积聚，反映出甘油三酸酯含量的增加，并完全取消了 FGF1△HBS 和 FGF1-WT 对甘油三酸酯积聚的保护作用。
5. 肝脏特异性 AMPK 敲除抵消了 FGF1△HBS 逆转小鼠 NAFLD 的作用。 给 AMPK-LKO（肝脏特异性 AMPK 敲除）和 WT（野生）小鼠饲喂 HFHS（高脂高糖）饮食 5 个月，之后每隔一天喂 FGF1△HBS（0.5mg /kg 体重）或 PBS（生理盐水）处理 1 个月。FGF1△HBS 治疗显著逆转了 WT 小鼠因慢性 HFHS 饮食喂养引起的肝脂肪变性。
6. FGF1△HBS 减弱 HFHC 饮食饲喂 ApoE-KO 小鼠的 NASH（非酒精性脂肪性肝炎）发展 与正常的 ApoE-KO 小鼠相比，HFHC 喂养的小鼠具有明显的 NASH 形态学和病理学特征。FGF1△HBS 显著降低了 ApoE-KO 小鼠肝脏中脂质堆积，增殖细胞核抗原和 Ki67 的细胞增殖标志物的表达。这些结果清楚地表明，FGF1△HBS 可以预防 NASH，而不会刺激小鼠的肝增殖潜能。
研究意义 该研究证明，非有丝分裂性 FGF1△HBS 在体外和体内与天然 FGF1 类似，可有效预防肝氧化应激，抑制脂肪生成，减少脂质堆积积和炎症。此外，在肝细胞和 AMPK-LKO 小鼠中的机理研究表明，FGF1△HBS 诱导抗氧化和代谢反应需要通过 FGFR4 激活肝 AMPK，对 T2D 和 HFHS 模型中的 NAFLD 和 HFHC 模型中的 NASH 表现出治疗作用。这些结果促进了 FGF1 △HBS 在临床上的应用，并揭示了 AMPK 激活对 NAFLD 和 NASH 保护的潜力。
