2024年9月，中山大学王菲、暨南大学肖佳、安徽医科大学王华团队相助在《Cell Metabolism》（IF=27.7）上发表了题为“Myeloid beta-arrestin 2 depletion attenuates metabolic dysfunction-associated steatohepatitis via the metabolic reprogramming of macrophages（髓系β-arrestin 2缺失通过巨噬细胞的代谢重编程减轻代谢功能贫瘠关系的脂肪性肝炎）”的筹备论文。筹备中使用了汉恒生物提供的AAV8-TBG-miR30-shArrb2来敲低肝细胞中的Arrb2，筹备其是否不错小心饮食带领的代谢功能贫瘠关系性脂肪性肝炎（MASH）。

代谢功能贫瘠关系性脂肪性肝病（MASLD）是一个公共性的健康问题，影响着公共约25%的东谈主口。MASH是代谢功能贫瘠关系性脂肪肝（MASL）的严重时势，其特征是捏续的肝脏毁伤、炎症和纤维化。先天免疫系统的失调在MASH进展中起着舛错作用。肝脏巨噬细胞是肝脏中最丰富的先天免疫细胞，包括肝驻留的库普弗细胞（KCs）和单核细胞着手的巨噬细胞（MDMs），脂肪酸和脂质积蓄引起的肝细胞示寂不详促进KCs的激活和细胞因子的开释，随后招募MDMs干涉肝脏。此外，活化的肝巨噬细胞可分泌细胞因子加重肝脏炎症毁伤，并能激活肝星状细胞（HSCs），进而促进纤维化和肝硬化的发生。β-arrestin 2（由Arrb2基因编码）是一种多功能适配卵白，在代谢转机中施展作用。但是，β-arrestin 2是否转机免疫细胞代谢以及MASLD/MASH经由仍有待陈说。

本筹备中，作家使用了全身Arrb2-KO小鼠、髓系特异性Arrb2-KO小鼠和三种动物饮食模子来陈说β-arrestin 2在MASLD/MASH中的作用，并揭示了髓系β-arrestin 2在MASH中的作用机制，为扫视和侵略MASLD/MASH进展提供了新想路。

筹备服从

1.全身β-arrestin 2缺失减轻饮食带领的MASH

作家最初喂食野生型（WT）小鼠和Arrb2-KO小鼠高脂饮食（HFD）或普通对照饮食（NCD）24周，以阐发β-arrestin 2在肝脏脂肪变性发展中的作用，为止泄露，比拟WT组，HFD喂食的Arrb2-KO小鼠体重加多减少，白色脂肪组织（WAT）显耀减少，肝脏分量和脂质含量相对较低，肝脏脂肪变性症状较轻（图1A-F）。同期，通过检测高脂高胆固醇（HFHC）或甲硫氨酸胆碱贫瘠（MCD）和HFD饮食的Arrb2-KO和WT小鼠血清中丙氨酸转氨酶（ALT）和天冬氨酸转氨酶（AST）水平，促炎细胞因子、趋化因子和抗炎因子mRNA水平（图1I），肝脏巨噬细胞（F4/80+细胞）浸润情况（图1J），肝脏纤维化情况（图1K）等看法，为止标明疏通饮食模子的Arrb2-KO小鼠较WT小鼠发达出更低的肝脏毁伤。评释全身Arrb2缺失可减轻饮食带领的肝脏脂肪变性、炎症和纤维化。

图1. 小鼠全身β-arrestin 2缺失减轻饮食带领的MASH

2.髓系β-arrestin 2的缺失不错小心饮食带领的MASH

先前的筹备标明，肝细胞中的β-arrestin 2在乙醇性肝病（ALD）模子中带领脂质积蓄和代谢错杂，由此作家揣测肝细胞中的β-arrestin 2可能在MASLD进展中不异施展作用。但是，在肝细胞Arrb2敲低小鼠和WT小鼠中，MCD饮食带领的肝脂肪变性、炎症或纤维化莫得各异（图2C-H）。不异，棕榈酸（PA）和油酸（OA）带领的脂质积蓄对贫瘠β-arrestin 2的原代肝细胞中莫得影响（图2I-M）。这标明肝细胞β-arrestin 2千里默对MASLD的发展莫得显耀影响。

图2.肝细胞β-arrestin 2缺失不行改善饮食导致的肝脂肪变性、炎症和纤维化

基于以上实践为止，作家先评估了β-arrestin 2在不同细胞类型中的品貌，发现Arrb2在单核细胞、库普弗细胞（KCs） 和巨噬细胞中高抒发，但在东谈主细胞类型的肝细胞中低抒发（图3A-B）。MASH患者和HFD、HFHC或MCD饮食的小鼠模子评估为止泄露，β-arrestin 2在肝巨噬细胞中高抒发（图3C-H），此外，HFD喂养的Arrb2-KO小鼠发达出较低的肝脏MDM浸润（图3I）。这些为止标明巨噬细胞而非肝细胞的β-arrestin 2可能参与了MASH的发病机制。

图3. β-arrestin 2在MASLD患者和小鼠肝巨噬细胞中抒发量较高

为了考证这一猜度，作家构建了骨髓特异性Arrb2敲除小鼠（Arrb2Lyz2）和对照小鼠（Arrb2），并喂食HFHC或MCD饮食。与之前在Arrb2-KO小鼠中不雅察到的为止相似，Arrb2Lyz2小鼠的体重比Arrb2小鼠略低，WAT脂肪细胞面积小（图4A-B），MASH表型有所改善（图4C-J）。同期，作家还不雅察到Arrb2Lyz2小鼠的肝巨噬细胞数目低于Arrb2小鼠（图4K）。这些数据证实髓系而非肝细胞的β-arrestin 2缺失不错小心饮食带领的MASH。

图4.髓系β-arrestin 2缺失不错小心饮食带领的MASH

3.髓系β-arrestin 2缺失可镌汰巨噬细胞的M1极化

巨噬细胞的激活会促进肝脏炎症的运行和进展，使其从单纯脂肪变性调动为MASH。与该表面相符，在前边的实践中作家不雅察到Arrb2-KO小鼠和Arrb2Lyz2小鼠发达出对饮食带领的MASH的抗拒，肝巨噬细胞含量显耀镌汰。于是，作家进一步计议了β-arrestin 2与巨噬细胞表型之间的功能筹划。作家从MCD喂养的WT和Arrb2-KO小鼠平辩认肝巨噬细胞进行Illumina Hiseq测序，发现Arrb2- KO小鼠的肝巨噬细胞中有一组炎性白细胞介素（IL）基因和多种M1巨噬细胞促炎基因下调（图5A-B）。通过分析KCs和MDMs中M1和M2巨噬细胞名义象征物，为止泄露MCD饮食喂养的Arrb2-KO小鼠中M1巨噬细胞标识物（Il1b、Nos2和Cd86）mRNA抒发比拟WT小鼠有所下落，标明肝脏MDMs的M1极化镌汰（图5C-D）。在HFHC喂养的Arrb2Lyz2小鼠中也不雅察到了访佛的为止（图5E-F）。此外，作家还从Arrb2-KO和WT小鼠平辩认了原代骨髓源性巨噬细胞（BMDMs）和小鼠腹膜巨噬细胞（MPMs）分析，发现巨噬细胞中Arrb2的缺失镌汰了BMDMs和MPMs M1极化的才气（图5G-J）。综上，这些为止标明髓系β-arrestin 2缺失通过影响M1分化来减轻巨噬细胞的促炎响应。

图5. 巨噬细胞中β-arrestin 2缺失可拒绝M1极化

4.β-arrestin 2介导巨噬细胞的代谢重编程

为了进一步计议β-arrestin 2在巨噬细胞极化中的分子机制，作家对MCD喂养的Arrb2-KO和WT小鼠的肝巨噬细胞mRNA测序进行了KEGG富集分析，为止泄露代谢阶梯关系基因的富集进度最高（图6A）。代谢重编程是调控巨噬细胞极化的舛错要素。GSEA进一步泄露，与WT小鼠比拟，MCD喂养的Arrb2-KO小鼠的肝巨噬细胞中线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）阶梯基因高度富集（图6B）。此外，与WT小鼠比拟，MCD喂养的Arrb2-KO小鼠的肝巨噬细胞中，代表OXPHOS的耗氧率（OCR）显耀加多（图6C），而代表糖酵解、葡萄糖积蓄和乳酸生成的细胞外酸化率（ECAR）显耀镌汰（图6D-F）。以上数据标明β-arrestin 2可削弱OXPHOS，增强糖酵解，从而促进巨噬细胞的M1型极化。

接着，作家测定了与糖酵解代谢和线粒体三羧酸（TCA）轮回关系的酶活性。与疏通饮食的对照组小鼠比拟，MCD喂养的Arrb2-KO或HFHC喂养的Arrb2Lyz2小鼠的肝巨噬细胞中的琥珀酸脱氢酶（SDH）活性显耀下落（图6G-H）。SDH活性与炎症响应关联，SDH促进线粒体氧化琥珀酸盐，导致线粒体活性氧（mtROS）的产生，mtROS看成线粒体的氧化规复信号，牢固HIF-1，驱动IL-1b的产生并促进炎症。MCD喂养的Arrb2-KO小鼠肝巨噬细胞中发达出较低水平的mtROS（图6I）。另外，与疏通饮食喂养的对照组小鼠比拟，MCD喂养的Arrb2-KO或HFHC喂养的Arrb2 Lyz2小鼠的肝巨噬细胞中HIF-1a和IL-1b卵白水平下调（图6J-K）。以上为止均与预期相符，标明β-arrestin 2介导巨噬细胞在MASH进展经由中的代谢重编程，从而增强肝巨噬细胞的炎症响应。

图6. β-arrestin 2介导巨噬细胞的代谢重编程

5.β-arrestin 2通过拦截IRG1抒发进而减少炎性巨噬细胞衣康酸的产生

随后，作家进一步计议β-arrestin 2介导巨噬细胞代谢重编程的分子机制。通过分析前边的实践为止，作家以为β-arrestin 2与SDH存在相互作用，而免疫共千里淀实践为止泄露β-arrestin 2不服直转机SDH活性。通过检测MCD喂养的Arrb2-KO或HFHC喂养的Arrb2lyz2小鼠的肝巨噬细胞，发现与疏通饮食喂养的对照组小鼠比拟，衣康酸和琥珀酸水平升高，而TCA轮回的其他代谢物莫得显耀各异（图7A）。衣康酸是一种内源性SDH拦截剂，是炎性巨噬细胞中最丰富的抗炎代谢物，可导致琥珀酸积蓄，而IRG1酶可在活化的巨噬细胞中升沉柠檬酸产生衣康酸。因此，作家检测了肝巨噬细胞中IRG1的水平。正如预期的那样，与疏通饮食喂养的对照组小鼠比拟，HFHC饮食喂养的Arrb2Lyz2或MCD饮食喂养的Arrb2-KO小鼠的肝巨噬细胞中IRG1的抒发彰着更高（图7B）。在LPS/ IFN -γ处置的Arrb2-KO BMDM中也不错不雅察到访佛的为止（图7C），何况敲低细胞中的IRG1基因可逆转表型，发达为衣康酸水和善耗氧率（OCR）镌汰，SDH活性、mtROS分泌、ECAR和HIF-1α-IL-1β轴的抒发加多（图7D-6G），最终导致M1极化显耀加多（图7H）。

此外，作家敲除了Arrb2-KO小鼠的IRG1基因（Arrb2-Irg1-DKO），并用HFHC喂养这些小鼠。IRG1的缺失镌汰了HFHC喂养的Arrb2-KO小鼠肝巨噬细胞中衣康酸水平，同期加多了SDH活性、mtROS和M1极化（图7I - 6L）。IRG1缺失对消了在Arrb2-KO小鼠中不雅察到的保护性表型，Arrb2-Irg1-DKO小鼠发生了严重的肝脏脂肪变性、毁伤和纤维化（图7M和6N）。

β-arrestin 2拦截IRG1的机制仍需陈说。作家不雅察到MCD喂养的Arrb2-KO小鼠肝巨噬细胞中IRG1卵白水平升高，但mRNA水平与WT小鼠越过（图7O），用真核生物翻译拦截剂环己亚胺（CHX）处置肝巨噬细胞后，不雅察到β-arrestin 2的缺失蔓延了IRG1卵白的半衰期（图7P）。因此，作家以为β-arrestin 2通过卵白降解转机IRG1水平。先前有筹备报谈β-arrestin 2可运行E3泛素贯穿酶的召募，从而促进β-arrestin 2长入底物的泛素化。通过免疫共千里淀实践作家发现WT小鼠辩认的肝巨噬细胞中β-arrestin 2与IRG1相互作用（图7Q）。与WT小鼠比拟，MCD饮食的Arrb2-KO小鼠辩认的肝巨噬细胞中内源性IRG1的泛素化镌汰（图7R）。要而言之，β-arrestin 2通过促进IRG1泛素化镌汰其抒发水平，进而增强SDH活性越过随后的炎症响应来减少炎性巨噬细胞中衣康酸盐的产生。

图7. β-arrestin 2缺失通过拦截IRG1抒发进而减少炎性巨噬细胞衣康酸的产生

6.β-arrestin 2介导hMDMs的代谢重编程，并在MASLD患者的轮回单核细胞中升高

以上实践揭示了β-arrestin 2介导MASH小鼠肝巨噬细胞代谢重编程的机制，而其在东谈主巨噬细胞中介导的代谢阶梯仍需考证。作家从健康供体（HC）平辩认轮回单核细胞，然后行使重组东谈主巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）使之在体外进一步分化为巨噬细胞。为止泄露，敲低β-arrestin 2导致LPS/ IFN -γ处置的东谈主MDMs（hMDMs）中IRG1抒发和衣康酸产生加多，拦截SDH酶活性，减少炎症细胞因子分泌，减少M1型极化（图8A-7G），与小鼠实践数据一致。

接下来，作家检测了MASLD和肝细胞癌（HCC）患者轮回单核细胞中Arrb2 mRNA的水平，MASLD患者轮回单核细胞中Arrb2 mRNA水平彰着高于HCC患者（图8H和7I）。此外，在MASLD患者中，Arrb2 mRNA水平与肝脂肪变性进度、血清ALT和AST呈正关系（图8J和7K）。在MASLD患者中，Arrb2水平与中性粒细胞和单核细胞数目呈正关系，而与淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞数目无关，其中与单核细胞数目的关系性最为显耀（图8L）。此外，MASLD患者轮回单核细胞中的Arrb2 mRNA水平与M1巨噬细胞标识物（Il1b、Nos2）mRNA水平呈强正关系（图8M和7N），而β-arrestin 2卵白水平与IRG1卵白水平呈负关系（图8O）。上述为止均与小鼠实践数据相符，β-arrestin 2介导hMDMs的代谢重编程，并在MASLD患者的轮回单核细胞中升高。

图8. β-arrestin 2介导hMDMs的代谢重编程，并在MASLD患者的轮回单核细胞中升高

归来

要而言之，本筹备标明髓系β-arrestin 2是保管小鼠肝巨噬细胞的促炎表型和促进MASH进展的舛错卵白，并揭示了其带领巨噬细胞代谢重编程的机制，该筹备为止为诞生MASLD/MASH新的会诊标识物和维持舛错提供了表面基础。

肝巨噬细胞细胞巨噬细胞小鼠巨噬发布于：上海市声明：该文不雅点仅代表作家本东谈主，搜狐号系信息发布平台，搜狐仅提供信息存储空间做事。