肝病发病机制及治疗靶点的研究近况

第四届美国华人肝脏学会（  CALS  ）  /  美国华人生物科学家学会（  SCBA  ）肝病研讨会于  2021年10月29日至30日举行。会议介绍肝病学会的历史，讨论了肝脏代谢、胆汁酸生物学、酒精性肝病、药物性肝损伤等有关肝脏疾病发病机制和治疗靶点的最新研究成果。               

1美国华人肝病学会的成立

肝脏是调节多种体内物质合成与代谢和解毒的重要器官，肝病是全球发病率及病死率日益增长的疾病之一。代谢性肝病的高患病率和缺乏有效治疗的现状需要来自不同学科的科学家和临床医生的交流合作。

• 2013-2014年，Dr. Xiaoming Yin 创立“谈天说肝”微信群，讨论并提出了成立美国华人肝病学会（CALS）。

• 美国国立卫生研究院的Drs. Bin Gao和Xin Wei Wang于2018年初提议并推动CALS学会与美国华人生物科学家学会SCBA合作，成为附属的肝病分会。

• 在SCBA的支持下，2018年11月9日，CALS在加州旧金山双树酒店成功举办了首届CALS年度研讨会，约100名与会者参加了此次会议。研讨会由首任会长Dr. Bin Gao主办。

• 2019年11月7日，第二届CALS年度研讨会在马萨诸塞州波士顿大使酒店成功举行，会议由会长Dr. Xiao-Ming Yin组织，超过60名注册者和特邀嘉宾出席会议。

• 由于新型冠状病毒的大流行，第三届CALS年会于2019年10月30日至31日在网上成功召开，会议由会长Dr. Huiping Zhou组织。来自北美和中国的200多名注册者和特邀嘉宾出席了本次活动。

• 第四届CALS研讨会于2021年10月29日至30日成功召开。会议由会长Dr. Xin Wei Wang组织，来自北美和中国的190多名注册者和特邀演讲者参会。  

2酒精相关性肝病（ALD）

在第四届CALS研讨会揭示了一些潜在的治疗ALD的靶点，如肝脏炎症、脂质稳态、细胞器稳态、自噬信号、非编码RNA（microRNA，miR）和肠-肝轴等。    

• Ekihiro Seki博士团队发现TLR7的合成配体1Z1可以在酒精性肝炎小鼠模型中保护肝脏免受损伤。口服1Z1可以防止酒精介导的肠道渗漏和细菌易位，且没有明显的全身副作用，表明1Z1是治疗ALD的一种有前途的药物。

• 芳香烃受体（AHR）是一种配体激活的转录因子。王丽瑞博士团队发现肠道上皮细胞（IEC）特异性AHR基因敲除的小鼠更容易受到酒精性肝损伤的影响。IEC中缺乏AHR会促进肝脏螺杆菌和甘马尼螺杆菌在肠道中过度生长，并将它们转移到肠系膜淋巴结和肝脏，从而导致更严重的肝脏损伤。给予AHR激动剂6-甲酰吲哚[3，2-b]咔唑和吲哚-3-甲醇可以通过特异性激活肠道AHR而不影响肝脏AHR功能来保护小鼠免受ALD的影响。

• 益生菌已被证明可以改善酒精诱导的动物模型的肠道渗漏、内毒素血症和肝损伤。Dr. Wenke Feng团队发现益生菌鼠李糖乳杆菌GG源性外泌体样纳米颗粒（LDNPs）通过调节肠道miR-194-FXR-FGF15介导的胆汁酸合成途径来保护ALD。

• 饮酒影响肝脏线粒体动力学，导致巨线粒体积聚的机制尚不清楚。Dr. Wen-Xing Ding小组发现调节线粒体分裂的关键GTPase蛋白Drp1的表达在酒精喂养的小鼠和人类酒精性肝炎中均下调。小鼠肝脏特异缺失的Drp1通过抑制线粒体吞噬和促进mtDNA介导的cGAS-STING-IRF3/7激活，导致巨线粒体积累，加重酒精诱导的肝损伤。

• 研讨会上还报道了酒精性肝损伤的其他机制，包括应激反应基因FK506结合蛋白5（FKBP5）-YAP-TEAD1-CXCL1轴的重要作用，含Patatin样磷脂酶结构域3（PNPLA3）变异体，分泌受体，细胞衰老，肝细胞丝氨酸-精氨酸蛋白激酶2介导的脂肪生成，鞘氨酸激酶2缺乏和TFEB在酒精性肝病及酒精性肝癌的发病机制中的作用。这些研究结果为酒精性肝病的发病机制提供了新的分子机制，并为ALD的治疗提供了潜在的治疗靶点。

3药物性肝损伤（DILI）

• 肝脏是药物和外源物质代谢的主要场所，过量的药物暴露可导致DILI。

• 摄入过量扑热息痛（APAP）会导致肝细胞坏死。Dr. Lisa Zhang团队发现肝脏特异性的小异二聚体伴侣（SHP）缺失可以预防APAP诱导的肝损伤（AILI）。肝脏特异性SHP基因敲除小鼠核因子红系相关因子2（NRF2）活性增加对其具有保护作用。

• Cynthia Ju博士的团队报告了APAP诱导的肝功能衰竭患者中嗜酸性粒细胞被招募到肝脏中并起到保护作用。在急性肝损伤期间，巨噬细胞或IL-33耗尽的小鼠表现出肝脏嗜酸性粒细胞募集功能受损。该研究小组还发现，α-CHI3L1在AILI期间对肝脏的血小板募集起关键作用。Chil1-/-小鼠肝内血小板聚集减少，AILI发生率降低。CHI3L1通过巨噬细胞上的CD44发出信号，诱导通过C-type lectin-like receptor 2介导的血小板募集的podoplanin的表达。重要的是，抗CHI3L1的单抗有效地抑制了肝血小板聚集和AILI。这些研究表明，血小板可能对AILI的后期恢复阶段有害。

• Dr. Wen-Xing Ding团队发现自噬受体蛋白p62/SQSTM1在AILI中起着双重作用。在损伤的早期阶段，p62/SQMSTM1通过促进APAP加合物的选择性自噬和损伤线粒体而起到保护作用，在AILI恢复后期，p62/SQSTM1通过促进血小板黏附蛋白VWF和抑制肝再生的血小板在肝脏中的积聚而对肝脏产生不利影响。这些研究表明可能通过靶向CHI3L1和血小板治疗ALI提供一种新的治疗途径。    

4胆汁酸（BA）代谢及与胆汁酸失调相关疾病

• BA是由肝脏中的胆固醇合成的两亲性分子，不仅对肠道膳食脂肪的吸收很重要，而且是调节肝脏代谢和维持肠道微生物区系稳态的信号分子。BA稳态的破坏可能导致胆汁淤积性肝病。

• 原发性硬化性胆管炎（PSC）是一种慢性进行性胆汁淤积性肝病，其特征是肝脏BA水平升高、胆管反应和肝纤维化，并伴有包括肥大细胞在内的免疫细胞的渗透和激活。印第安纳大学的Heather Francis博士的研究小组发现，在胆汁淤积性肝病期间，肥大细胞渗入肠道和肝脏，导致BAS总量、FGF15分泌、肠肝组胺循环和胆汁BA胆肝分流增加，强调了肥大细胞激活在PSC发病机制中的重要性，抑制肥大细胞激活可能为PSC患者提供治疗干预。

• 肝组织LncRNAH19表达上调与肝纤维化密切相关。弗吉尼亚联邦大学Dr. Huiping Zhou的研究小组发现lncRNAH19诱导的肝脏miRNAs的失调是导致胆汁淤积性肝损伤的主要分子机制。识别调控异常的miRNAs的特定靶点可能为开发新的PSC诊断和治疗策略提供重要信息。

• 鞘氨醇-1磷酸（S1P）介导的信号通路失调与多种疾病有关，包括胆汁淤积性肝病和神经功能障碍。肝胆汁淤积性肝损伤对鞘磷脂代谢和脑功能的影响尚不清楚。Dr. Huiping Zhou团队的另一项研究表明Mdr2-/-小鼠中胆汁淤积性肝损伤与大脑功能失调有关，特别是记忆缺失。从机制上讲，Mdr2-/-小鼠的半透性膜器件（SMPDs）的异常上调会导致鞘磷脂的丢失和S1P和神经酰胺的失衡，这两种主要的鞘磷脂参与调节肝脏和大脑功能，表明有必要探索鞘脂在肝脏-脑轴中的作用。

• 细胞毒性BA在肝脏内的蓄积通常在肝癌的发生和发展中作为致癌因子。Hippo激酶Mst1/2已被证明在肝脏损伤和癌变中调节BA的动态平衡。哈佛大学牙医学院Dr.Yingzi Yang的研究发现，YAP通过控制细胞外调节的蛋白激酶（ERK）的激活，是BA在肝脏中动态平衡的关键调节因子，而细胞外调节的蛋白激酶（ERK）是BA代谢的关键途径，表明YAP通过调节BAs 代谢促进肝癌的发生。

• 肠道中典型的FXR和FGF15/19信号在BA的稳态中起着关键作用。上海交通大学Dr. Junkai Yan的研究小组发现，胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白1（IGF2BP1）可以作为m6A阅读器，稳定FGF15的mRNA转录并促进翻译，表明IGF2BP1-FGF15/FGF19轴是PNALD的潜在治疗靶点。

• 罗格斯大学Dr.Helmut Zarbl团队的研究发现长期夜班工作影响了血浆FGF19水平的昼夜规律从而导致患上NAFLD。FGF15/19可能是昼夜节律与肝脏脂肪代谢脱离同步化的生物标志物，又或者是与昼夜节律紊乱相关的NAFLD的治疗靶点。

• 5非酒精性脂肪性肝炎（NASH）

• NASH的特点是肝脏脂肪堆积，并伴有炎症、肝细胞变性和纤维化，可以进展为肝硬化、肝癌和肝移植需要。由于肥胖现象的增加，NASH现已成为慢性肝病最常见的原因。目前NASH没有美国食品和药物管理局（FDA）批准的治疗方法。

• 肝细胞谷胱甘肽S-转移酶Mu2（GSTM2）是一种II相解毒酶，广东药科大学Dr. Tian Lan的研究发现，肝脏GSTM2在NASH进展过程中显著下调。GSTM2可以直接与细胞凋亡信号调节蛋白1（ASK1）的氨基末端区域结合，从而抑制代谢应激下ASK1二聚化的形成和ASK1的活性，靶向GSTM2可能是治疗NASH的潜在治疗策略。

• 哈佛医学院的Dr. Rongya Tao研究表明肝细胞因子卵泡刺激素（Fst）可以促进脂肪组织的胰岛素抵抗，从而导致脂肪在NASH饮食的小鼠肝脏中积聚。在肝脏双基因敲除小鼠的肝细胞中，IRS1和IRs2失活导致的肝脏胰岛素抵抗，可以在喂养高脂肪、高果糖的AMLN饮食的同时，加剧NAFLD/NASH的进展。这种作用可能是通过肝脏分泌的依赖于FOXO1的Fst来实现的，因此抑制肝脏Fst可能为胰岛素抵抗和T2D相关的脂肪肝疾病提供一个新的治疗靶点。

• 脑-肝轴对调节脂代谢和NAFLD也很重要。爱荷华大学卡弗医学院Dr. Ling Yang团队的研究分享了对脑下垂体-肝脏未折叠蛋白反应（UPR）相互作用的中断在NAFLD中所起作用的新见解。由于慢性底物过载，一些脂肪变性的肝细胞会由于持续的脂毒性和内质网（ER）压力而发生细胞死亡。证明肥胖是NAFLD的主要风险因素，通过抑制肌醇需要酶a（IRE1a）介导的适应性UPR，损害了垂体ER的动态平衡。肝脏sXBP1过表达改善了IRE1a垂体缺失小鼠的代谢缺陷。研究表明，垂体激素介导的器官间UPR通讯的失调导致了与肥胖相关的NAFLD病理。

• 除上述研究外，CALS年会上发表的其他研究还发现了NAFLD和NASH发病机制中的几个信号通路异常，包括miR-34、SIRT6、视黄酸受体a、液泡膜蛋白1、肠道微生物区系、TGR5和P物质/神经激肽受体信号转导。这些研究促进了对复杂的NASH发病机制的多重理解，并有望找到NASH的新治疗靶点。

• 6肝纤维化的新机制

• 肝纤维化发生在大多数类型的慢性肝病中，其特点是细胞外基质蛋白过度堆积，如胶原。晚期肝纤维化可导致肝硬变、门脉高压，甚至肝功能衰竭，最终需要肝移植来逆转。

• 肝星状细胞（HSCs）的激活是肝纤维化的关键致病事件。来自匹兹堡大学Dr.Wen Xie团队的研究表明，肝细胞色素1b1（CYP1B1）在纤维化的人和小鼠肝脏中通过转录因子Wilms‘s Tumor 1（WT1）诱导其表达。2,4,3 '5' -四甲氧基二苯乙烯（TMS）阻断或药物抑制CYP1B1可减轻HSC活化和肝纤维化。

• Dr.Wen Xie的团队发现，纤维化小鼠和人的肝脏表达较少的谷氧还蛋白-1（GLRX），其功能是通过释放谷胱甘肽来消除半胱氨酸残基的蛋白质谷胱甘肽基化（PSSG）。GLRX降低导致PSSG升高，GLRX缺失加剧了肝纤维化，而过表达GLRX则抑制了PSSG和肝纤维化。抗肝纤维化药物吡非尼酮（PFD）以GLRX依赖的方式抑制HSC活化和肝纤维化。从机制上讲，GLRX使Smad3去谷胱甘肽化，导致Smad3磷酸化和纤维化基因表达的抑制。

• PSC是一种罕见的慢性胆汁淤积性疾病，以胆管炎症和纤维化为特征，其次是肝脏损害。印第安纳大学医学院的Dr.Gianfranco Alpini的研究发现，PSC患者、Mdr2-/-小鼠和胆管结扎（BDL）小鼠中褪黑素受体1（MT1）表达增加。使用MT1 Vivo-Morpholinos处理的Mdr2-/-或者BDL小鼠能够通过抑制G蛋白偶联受体来促进结构性转化生长因子（TGF）β1受体信号从而减少肝脏炎症和纤维化。

• 密苏里大学Guangfu Li团队的研究表明，在胆碱低脂饮食诱导的NASH和CCl4诱导的肝纤维化小鼠中，TGFβ诱导蛋白（TGFβ1）表达增加，且促进了HSCs的激活和NASH进展。

7肝癌

• HCC是肝癌的一种主要类型，是2020年全球癌症死亡的第三大原因，每年导致83万人死亡。众所周知，HCC在表型和分子水平上存在巨大的肿瘤间和肿瘤内异质性。

• PTPN11/Shp2是一种含有两个Src同源2（SH2）结构域的非受体酪氨酸磷酸酶，Shp2在许多癌症中都被发现高度激活，包括肝癌。Dr. Gen-Sheng Feng团队在一项单细胞转录组研究中证明Shp2在Myc驱动的肝癌细胞和微环境中扮演相反的角色。肝细胞特异性PTPN11/Shp2缺失会加重小鼠的Myc驱动的肝细胞癌。有趣的发现是Myc诱导肿瘤是从肝脏特异的Shp2基因敲除小鼠肝脏中罕见的Shp2阳性肝细胞选择性地发展而来的，Myc驱动的肿瘤发生需要Shp2启动的完整的Ras-Erk信号来维持Myc的稳定性。

• Dr. Xin Wei Wang团队的研究成功地利用单细胞技术剖析了肝脏肿瘤细胞的进化以响应治疗，并利用肿瘤蛋氨酸代谢作为肝癌的易感性。他们使用转录簇作为功能克隆的替代品，发现肿瘤细胞状态异质性的增加与HCC的预后和免疫疗法的反应密切相关。更重要的是，他们发现增强的功能克隆与两极分化的免疫细胞格局相一致，包括预先耗竭的T细胞的增加。

• 肿瘤代谢在肝细胞癌的研究中备受关注。最近的证据表明，第三区肝细胞中β-catenin的激活导致雷帕霉素复合体1（MTORC1）作为表达升高的谷氨酰胺合成酶和细胞内谷氨酰胺的下游，其高机制性靶向活性促进肝癌。罗格斯大学的Dr. Wei-Xing Zong在其关于胰腺癌和肝癌中谷氨酰胺合成代谢的研究报告中提出，在肝癌的形成中是谷氨酸稳态而不是其水平升高或降低是关键因素。

• 南加州大学的Dr. Bangyan Stilescc介绍了课题组关于PTEN调节的肝脏脂肪变性促进异质性肝癌发展的令人兴奋的工作，为脂肪变性与其促进肝细胞癌之间的联系提供了证据。

• 8总结

• CALS年度研讨会为肝脏研究人员提供了一个极好的平台，可以就肝脏生物学和疾病相关的广泛主题交流最新的研究进展和思路。

• 2021年CALS年度研讨会为不同群体和学科之间建立富有成效的合作提供了难得的机会。更重要的是，它为受训者提供了一个极好的机会来介绍他们的工作，并从高级研究员以及他们自己的同行受训人员那里获得建设性的反馈。

• 研讨会上发表的研究结果加深了我们对ALD、DILI、胆汁淤积症、NAFLD/NASH和肝细胞癌发病机制的认识。