Nature Communications: MKp1通过LKB1核滞留抑制AMPK活性促进非酒精性脂肪性肝炎

导读

非酒精性脂肪性肝炎(NASH)是由于一磷酸腺苷(AMP)活化的蛋白激酶-α(AMPKα)活性降低而导致的肝细胞死亡，通过激活caspase6而触发。肝细胞死亡增加会促进炎症，而炎症又会导致肝纤维化。我们发现核定位的丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)磷酸酶-1(MKP1)在NASH患者和NASH饮食喂养的雄性小鼠中上调。这项工作的重点是调查mkp1是否以及如何参与NASH的发展。在NASH条件下，氧化应激增加，诱导mkp1表达，导致核p38MAPK去磷酸化，并在促进LKB1核退出所需的位置降低肝激酶B1(LKB1)的磷酸化。NASH饲料喂养的雄性小鼠肝脏中MKP1的缺失会将核LKB1释放到细胞质中，从而激活AMPKα，从而防止肝细胞死亡、炎症和NASH。因此，需要核定位的MKP1p38MAPK-LKB1信号来抑制AMPKα，从而触发肝细胞死亡和NASH的发生。

论文ID

题目：MKP1 promotes nonalcoholic steatohepatitis by suppressing AMPK activity through LKB1 nuclear retention

译名：MKp1通过LKB1核滞留抑制AMPK活性促进非酒精性脂肪性肝炎

期刊：Nature Communications

IF：16.6

发表时间：2023.9.5

通讯作者单位:耶鲁大学医学院

DOI号：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41145-5

主要内容

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)从非酒精性脂肪肝(NAFL)发展到非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，NASH是NAFLD的进行性亚型，肝细胞死亡引发炎症，导致纤维化。NASH发生在约20%-30%的NAFLD患者中，其特征是慢性脂质堆积、肝损伤(肝细胞肿胀、细胞凋亡和灶性坏死)以及涉及免疫细胞招募和激活的小叶和/或门脉炎症。慢性肝细胞死亡会触发修复性反应，最终导致纤维化。NASH是导致肝移植和肝细胞癌的主要原因。据估计，NAFLD发生在大约25%的人口中，NASH的患病率估计为~20%。从NAFL到NASH的转变机制是复杂的，大约15%的NASH患者进展为肝硬变，这些人发展为肝细胞癌的易感性增加。此外，NASH与心血管疾病高度相关，心血管疾病是这些患者的主要死亡原因。目前还没有有效的药物治疗NASH，控制由这种情况引起的并发症的努力也远远不能令人满意。因此，了解控制NASH发展的潜在机制将有助于确定新的治疗干预方式。

肝脏Mkp1在NASH中表达上调，是NASH发生所必需的

非酒精性脂肪性脂肪肝的特点是肝细胞内脂质积聚。肝细胞内脂类过载导致未折叠蛋白反应、氧化应激和促炎信号等途径的急性激活，从而促进细胞损伤和死亡。Mkp1是一种即刻早期基因，在氧化应激时上调。在肥胖人群、骨骼肌、单个核细胞和皮下脂肪细胞组织中，Mkp1的表达增加。我们已经证明Mkp1在HFD喂养的小鼠的肝脏中表达上调，肝脏特异性Mkp1缺失的小鼠对HFD诱导的NAFL具有抵抗力。在这项研究中，我们证明了相对于没有脂肪变性的肥胖患者，Mkp1在肥胖伴脂肪变性或肥胖伴NASH患者的肝脏中表达上调。这些观察结果与已报道的与mkp1相关的SNPs与肥胖患者的代谢综合征呈负相关的研究结果一致。进一步分析人类NASH患者肝切片中MKP1蛋白的表达将是补充这些研究的重要内容。我们使用CDAA和CDHFD饮食(NASH饮食)来模拟人类NASH，在每个病例中，肝细胞特异性的mkp1缺失都抑制了NASH的发展。NASH对NASH的保护作用可能是由于肝脏Mkp1的缺失，因为观察到NASH小鼠分离的肝细胞表现出Mkp1蛋白表达增加，而野生型动物的p38MAPK和JNK活性降低。

肝Mkp1的缺失可阻止NASH饮食诱导的肝细胞凋亡

AMPK活性降低与肝脏脂肪酸蓄积和NAFL/NASH的发生有关。然而，AMPK的缺失既不会导致NAFL，也不会促进NASH。相反，AMPK的重新激活或结构性激活足以阻止NAFL和NASH的发展。此外，据报道，II型糖尿病患者的ATP水平较低，尽管他们处于净营养过剩状态。具有挑衅性的是，AMPK的减少似乎与能量动态平衡的变化无关。那么AMPK在NASH中的活性是如何以一种似乎与营养状况无关的方式下降的？Lkb1是负责激活ampkα的主要上游激酶，定位于细胞核，当输出到细胞质时，当与Stradα和mo25α结合时，它就变得活跃。我们发现，在喂食NASH饮食的mkp1-LKO小鼠以及在HepG2细胞中mkp1被下调的实验中，细胞质LKB1表达增加，同时核表达水平降低。此外，当mkp1在HepG2细胞中过表达时，LKB1核表达增加。综上所述，这些数据表明mkp1抑制LKB1的核退出。通过使用p38MAPK和JNK的阻断剂，我们发现p38MAPK介导了AMPKα上mkp1的产生，而不是jnk。此外，还检测到p38MAPK和LKB1之间的复合体，这种相互作用依赖于p38MAPK的活性。这些结果表明，mkp1使p38MAPK失活使LKB1与p38MAPK解离，导致磷酸化和核滞留减少。此外，抑制p38MAPK活性可损害LKB1核退出。与我们的结果一致，喂食HFD的小鼠在HFD诱导的肥胖后表现出p38MAPK的减少，而肝脏特异性p38MAPK基因敲除的小鼠在喂食HFD时表现出加剧的脂肪变性，这表明p38MAPK对HFD诱导的NAFL具有保护作用。这些数据支持这样一种观点，即在NASH喂养的小鼠中，由于mkp1上调导致核p38MAPK活性下降，通过保留LKB1的细胞核定位而抑制了AMPKLKB1的活性。

肝MKP1负性调节NASH饮食小鼠AMPKα-caspase6信号转导

肝星状细胞(HSC)是肝纤维化反应的主要细胞类型。肝干细胞是由炎症细胞产生的细胞因子激活的，这些细胞被招募到肝细胞损伤的部位。我们发现，NASH喂养的mkp1-LKO小鼠没有明显增加的炎症细胞渗透水平，这与这些小鼠存在有限的肝细胞损伤是一致的。事实上，我们观察到，与Mkp1fl/fl小鼠相比，NASH喂养的Mkp1-LKO小鼠炎症减轻，纤维化减轻。以往的研究已经报道，全身MKP1缺陷小鼠表现出更严重的肝细胞损伤和炎症的生化和组织学证据，无论是扑热息痛还是四氯化碳(CCl4)。在这项研究中，饮食诱导的NASH模型是慢性的，与急性肝损伤的异种侮辱形成对比。这些观察结果与本文报道的结果之间的一致解释很可能与最初的侮辱有关，这种侮辱与异物过载截然不同，前者是急性的，后者是慢性积累的，最终表现为脂毒性。表面上看，线粒体底物超载将是营养过剩的驱动力，而营养过剩是肥胖而不是急性毒性侮辱的表现。因此，毒性的机制可能是一个区分因素，尽管仍需要充分确定异物诱导损伤的患者是否更容易发生NASH。

MKp1调节LKB1Ser428的磷酸化和核定位

总结

在这里，我们揭示了NAFL向NASH转变过程中AMPK下调的机制，该机制是由促进肝细胞死亡的核Mkp1/p38MAPK-LKB1轴介导的。这些结果表明mkp1/p38MAPK在NASH转变过程中发挥了作用。我们已经确定mkp1是促进肝细胞死亡的靶点，而肝细胞死亡是转化为纤维化疾病的先决条件。鉴于最近的发展表明MKP上存在一个变构位点，使它们可以用药，这些数据增加了MKP1可能是抑制NASH进展的潜在治疗靶点的可能性。

原文链接

https://doi.org/10.1038/s41467-023-41145-5

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！