文献信息
| 文献标题 | OAF Blocks SIAH1-Mediated Degradation of SCPX, a Therapeutic Strategy for MASLD |
| 文献译名 | OAF阻断SIAH1介导的SCPX降解——治疗代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)的新策略 |
| 期刊名称 | Advanced Science |
| 发表时间 | 2026年8月(在线发表) |
| 影响因子 | 14.1 |
| 通讯作者 | 邓成(四川大学华西医院)、来珊珊(南京师范大学) |
| 单位 | 南京师范大学生命科学学院、四川大学华西医院高原医学中心、卡罗林斯卡医学院等 |
研究背景Part.01
代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)(曾称非酒精性脂肪肝病,NAFLD)是全球最常见的慢性肝病,以肝内脂质异常蓄积、炎症为特征,可进展为肝硬化甚至肝癌。目前临床获批药物如resmetirom(THR-β激动剂)和semaglutide(GLP-1R激动剂)虽有一定疗效,但缓解率有限(resmetirom约26%~30%,semaglutide约63%),且伴随胃肠道反应、代谢紊乱等不良反应,仍有大量患者无法受益。因此,寻找新靶点、开发更安全有效的治疗策略是当前研究热点。
OAF(out at first homolog)是一种进化保守的分泌蛋白,在肝脏高表达,被生物信息学预测为BRICHOS分子伴侣家族新成员,但其生物学功能长期未获实验验证。SCPX(sterol carrier protein X)是一种过氧化物酶体蛋白,参与脂肪酸氧化、胆固醇转运及脂质代谢,其缺失会加剧肝脏脂质蓄积。近期研究发现,E3泛素连接酶SIAH1可催化SCPX的泛素化降解,进而促进MASLD进展。然而,是否有内源性因子保护SCPX免受降解,此前尚不清楚。
文章内容Part.02
研究人员首先发现,在小鼠和人类中,OAF表达水平与血脂谱及BMI呈显著负相关:高脂饮食(HD)喂养小鼠、ob/ob及db/db肥胖小鼠的肝OAF mRNA均下调,高甘油三酯或高胆固醇患者的血清OAF浓度也显著降低。利用Oaf全身敲除小鼠,证实OAF缺失会加剧HD诱导的肝脏脂肪变性、血清转氨酶及血脂升高,但不影响摄食和葡萄糖耐量。相反,腹腔注射重组OAF蛋白或肝脏特异性过表达OAF,可显著减轻肝脂蓄积和血清代谢紊乱,且未观察到明显毒副作用。
在机制层面,通过免疫共沉淀联合质谱,鉴定出SCPX为OAF的核心互作蛋白。微量热泳动(MST)和免疫荧光共定位验证了二者直接结合。OAF不影响Scpx基因转录,但能显著提高SCPX蛋白(58kD前体和46kD成熟体)的稳定性。进一步研究发现,OAF通过物理性遮蔽SCPX的泛素化位点,抑制SIAH1对SCPX的多泛素化修饰,从而延长SCPX半衰期。功能下游,OAF/SCPX轴下调脂肪酸合成酶(ACC1)等脂生成基因,上调胆固醇酯化酶(ACAT2)及脂肪酸氧化相关基因,促进脂质代谢向分解和排泄方向倾斜。
关键验证实验表明,在Scpx敲除小鼠中,重组OAF蛋白的上述保护效应完全消失,证明SCPX是OAF发挥抗MASLD作用的必需下游效应子。此外,OAF通过内吞途径进入肝细胞,且其作用主要局限于肝脏,不依赖全身性代谢改变。
1. OAF表达与MASLD严重程度呈负相关
研究者通过公共数据库(GDS6248)分析发现,高脂饮食喂养8~24周的小鼠肝Oaf mRNA显著低于正常饮食组;ob/ob和db/db肥胖小鼠肝Oaf亦下调。体外用油酸/棕榈酸(OA/PA)处理HepG2细胞,同样降低Oaf表达。临床样本ELISA显示,高TG、高TCHO或高LDL-C患者的血清OAF浓度均显著低于正常对照组,且血清OAF与BMI呈负相关。这些结果表明,OAF的减少是脂代谢紊乱的一个伴随特征,提示其可能参与疾病进程。
图1. OAF表达与MASLD指标的负相关性(小鼠组织分布、血清ELISA、GEO分析)2. Oaf缺失加剧MASLD,补充OAF则改善症状
构建Oaf全敲除小鼠,经21周HD喂养后,KO小鼠肝重、肝TG/TCHO含量显著高于WT,HE及油红O染色显示更严重脂滴蓄积。血清ALT、AST、TG、TCHO、NEFA、LDL-C均升高,HDL-C降低。但GTT、ITT及摄食量无差异,说明OAF不影响糖代谢和食欲。同时,在HepG2中敲低OAF也显著增加OA/PA诱导的TG积累。
相反,对HD喂养的野生型小鼠连续28天腹腔注射重组OAF蛋白(1 mg/kg/day),肝重量、肝脂含量、血清转氨酶和血脂均显著回落,油红染色减轻。AAV介导的肝特异性Oaf过表达也得到类似保护效果,且未见心、肺、肾组织损伤。OAF补充可逆转MASLD表型,且安全性良好。
图2. Oaf缺失加剧HD诱导的肝脂蓄积和血清学异常3. OAF与SCPX直接结合,调控下游脂代谢基因
通过肝组织裂解液的Co-IP结合质谱,OAF抗体捕获的蛋白中SCPX丰度最高(正常和脂肪肝中均存在)。反向Co-IP和免疫荧光共定位证实二者在细胞内共定位;MST显示OAF与SCPX具有直接结合亲和力(KD值纳摩尔级)。AlphaFold3预测了结合模型。在Oaf-KO小鼠中,SCPX蛋白(58kD及46kD)水平显著下降,而mRNA不变;OAF注射则上调SCPX蛋白。此外,OAF缺失使脂合成酶ACC1(mRNA及蛋白)升高,而胆固醇酯化酶ACAT2降低;OAF补充则相反。这些数据表明,OAF通过结合SCPX,促进脂质酯化和氧化,抑制从头合成。
图3. OAF补充逆转MASLD表型(注射及AAV过表达)4. OAF抑制SIAH1介导的SCPX泛素化降解
已知SIAH1是SCPX的E3泛素连接酶,可促进其降解。研究者检测发现,Oaf-KO小鼠肝中SCPX泛素化水平显著升高,而注射OAF后泛素化水平降低。体外共转染实验显示,OAF与SIAH1竞争结合SCPX,且OAF存在时,SIAH1对SCPX的多泛素链修饰明显减弱。此外,OAF不影响SIAH1蛋白水平,仅通过空间位阻阻断其催化作用。OAF作为分子伴侣,保护SCPX免受泛素-蛋白酶体途径降解,这是其稳定SCPX的根本机制。
图4. OAF与SCPX结合并调控下游ACC1/ACAT25. SCPX是OAF发挥保护作用的必需介质
为最终验证SCPX的下游必要性,研究者构建Scpx-KO小鼠,给予HD喂养,并注射重组OAF。结果显示,在Scpx缺失情况下,OAF无法降低肝重、肝TG/TCHO、血清ALT/AST及血脂,油红染色也无改善。这说明OAF的全部代谢改善效应都依赖于SCPX的存在,SCPX是OAF功能的核心执行者。
图5. OAF抑制SIAH1介导的SCPX泛素化6. OAF的摄入途径与药代动力学
实验表明,OAF通过内吞途径进入肝细胞:用氯丙嗪(网格蛋白介导内吞抑制剂)或甲基-β-环糊精(脂筏抑制剂)预处理可阻断OAF的细胞内摄取。溶酶体抑制剂Baf A1可轻度提升OAF水平,提示部分内化OAF被降解。在大鼠中,单次腹腔注射OAF(0.5 mg/kg)后血清半衰期约为6小时,支持其作为蛋白药物的可行性。
图6. Scpx敲除消除OAF的保护效应7. 临床转化潜力与创新性
本研究首次实验证实OAF属于BRICHOS分子伴侣家族,并揭示其特异性底物SCPX。通过稳定SCPX,OAF有效缓解MASLD的肝脂蓄积和全身代谢紊乱。与现有药物相比,OAF不影响糖代谢和摄食,未引起明显不良反应,且可注射给药,为MASLD提供了一种全新的蛋白替代治疗策略。更重要的是,该工作提出了“通过外源性补充内源性伴侣蛋白来保护关键代谢酶”的原创概念,可推广至其他代谢性疾病。
图7. 机制模式图(OAF→结合SCPX→阻断SIAH1→稳定SCPX→促进脂质氧化/外排→改善MASLD)研究总结与展望Part.03
本研究系统阐明了OAF-SCPX-SIAH1轴在MASLD发病与治疗中的核心作用。在生理条件下,肝脏分泌的OAF蛋白通过内吞回肝细胞,与SCPX结合,遮蔽SIAH1识别位点,维持SCPX高丰度,进而促进脂肪酸氧化、胆固醇酯化和脂质外排,抑制新脂合成。在MASLD状态下,肝OAF表达下降,SCPX失去保护,被SIAH1泛素化降解,导致脂代谢失衡。
治疗性补充重组OAF可恢复SCPX水平,逆转上述病理进程,且在动物模型中未见毒性。该发现不仅揭示了OAF作为分子伴侣的新功能,也为MASLD的药物开发提供了可直接转化的候选蛋白药物。未来研究可聚焦于人源OAF的优化改造、长效制剂开发,以及评估其在合并肥胖、2型糖尿病等复杂代谢状态下的疗效。此外,OAF是否还通过其他互作蛋白发挥多重功能,也值得深入探索。
本研究的创新亮点在于:
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