《Advanced Science》：Hepatoma-Derived Growth Factor Coordinates STAT3 Pathway and Exosome-Mediated Intrahepatic Crosstalk to Control Hepatic Steatosis and MASLD
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代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）已成为全球慢性肝病的主要病因，由于缺乏有效的治疗手段，其临床管理面临巨大挑战。然而，驱动MASLD进展的分子机制仍未完全阐明。本研究确定肝癌衍生生长因子（HDGF）是MASLD发病机制中整合脂肪生成与肝内炎症的关键调节因
代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）已成为全球慢性肝病的主要病因，由于缺乏有效的治疗手段，其临床管理面临巨大挑战。然而，驱动MASLD进展的分子机制仍未完全阐明。本研究确定肝癌衍生生长因子（HDGF）是MASLD发病机制中整合脂肪生成与肝内炎症的关键调节因子。肝脏特异性HDGF缺失可显著保护小鼠免受高脂高蔗糖饮食诱导的肝脏脂肪变性和炎症。从机制上讲，HDGF通过促进S6K1依赖性的信号转导及转录激活因子3（STAT3）Ser727位点磷酸化来促进脂肪生成和肝脏脂肪变性。一致地，使用S3I-201药物抑制STAT3可消除HDGF诱导的脂肪生成基因表达和小鼠模型中的肝脏脂肪变性。重要的是，HDGF在Ser165位点的磷酸化对其从肝细胞的分泌至关重要，进而触发促炎性巨噬细胞活化。在人类中，血清和肝脏HDGF水平均升高，并与MASLD进展呈正相关。总之，这些发现揭示了一种将肝脏脂肪生成与肝内巨噬细胞活化相偶联的机制，驱动了MASLD中的脂肪变性和炎症。靶向HDGF-STAT3通路和外泌体HDGF分泌可能代表了一种改善MASLD及相关疾病代谢紊乱和肝脏炎症的潜在治疗策略。
《Advanced Science》论文解读：HDGF协调STAT3通路与外泌体介导的肝内串扰调控MASLD
代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）是全球范围内慢性肝病的主要病因，其可能进展为更严重的代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH），导致肝硬化和肝细胞癌。目前缺乏有效的临床疗法，阐明其发病机制并确定潜在治疗靶点至关重要。肝脏脂肪变性主要由固醇调节元件结合蛋白1c（SREBP-1c）介导的从头脂肪生成（DNL）增强所驱动，而雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）-核糖体蛋白S6激酶1（S6K1）信号通路可激活SREBP-1c。此外，肝内肝细胞、星状细胞和免疫细胞之间的串扰在MASLD发病中起关键作用，但其精确机制尚不完全清楚。肝癌衍生生长因子（HDGF）是一种肝细胞源性因子，虽已知参与细胞增殖和应激反应，但其在MASLD中的作用尚不明确。本研究旨在阐明HDGF在MASLD进展中连接肝脏脂肪变性与肝内炎症的作用机制。
研究人员通过整合人类MASLD肝组织、配对血清样本和小鼠模型的蛋白质组学分析，鉴定出HDGF。利用肝细胞特异性HDGF敲除小鼠、CRISPR-Cas9技术构建的细胞系以及多种药理学抑制剂，结合免疫共沉淀、染色质免疫共沉淀测序（ChIP-seq）、外泌体纯化及细胞共培养等技术手段，系统探究了HDGF在MASLD中的作用。
研究结果显示：
3.1 肝脏HDGF升高与MASLD严重程度相关
通过对人类和小鼠数据集的综合分析，研究人员发现HDGF在MASLD患者肝脏和血清中均显著上调，且与体重指数（BMI）、甘油三酯（TG）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）等关键临床指标呈正相关。免疫组化和免疫荧光分析证实HDGF主要在肝细胞表达，其蛋白水平随MASLD病理加重而增加。
3.2 肝细胞HDGF调控HFHS饮食喂养的MASLD小鼠的肝脏脂肪变性
在Cas9敲入小鼠中通过腺相关病毒（AAV）介导肝细胞特异性HDGF敲除后，给予高脂高蔗糖（HFHS）饮食16周。结果显示，HDGF缺失显著改善了肝脏脂肪变性、降低肝脏和血浆脂质含量、缓解全身葡萄糖不耐受和胰岛素抵抗，并下调肝脏脂肪生成及促炎基因的表达。相反，AAV介导的HDGF过表达则加剧了上述代谢障碍。
3.3 HDGF与STAT3相互作用并增强其转录活性
蛋白质相互作用（PPI）蛋白质组学分析发现HDGF与信号转导及转录激活因子3（STAT3）存在相互作用。免疫共沉淀和体外结合实验证实了两者的直接物理结合，且该相互作用在HFHS饮食诱导的MASLD小鼠肝脏中增强。结构域定位实验表明HDGF的N端（1-108位氨基酸）和STAT3的C端反式激活结构域（585-770位氨基酸）是其结合区域。荧光素酶报告基因实验进一步显示HDGF能增强STAT3的转录活性。
3.4 STAT3磷酸化介导HDGF诱导的肝脏脂肪生成
ChIP-seq分析表明，葡萄糖和胰岛素处理促进STAT3募集至脂肪生成基因启动子区，而HDGF缺失则消除了这一效应。基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析显示STAT3下游代谢通路基因被HDGF缺失下调。机制上，HDGF促进STAT3 Ser727位点的磷酸化，而不依赖于Tyr705位点。药理学抑制STAT3（S3I-201）而非Tyr705特异性抑制剂隐丹参酮（CPT），可阻断HDGF诱导的脂肪生成基因表达和STAT3转录活性。
3.5 HDGF以S6K1依赖性方式促进STAT3磷酸化
鉴于HDGF无内在激酶活性，研究人员探索其上游激酶。研究发现S6K1与HDGF相互作用，药理学抑制S6K1（LY2584702）或mTOR（雷帕霉素）可消除HDGF促进的STAT3 Ser727磷酸化和脂肪生成。分子对接分析和体外结合实验表明，HDGF作为支架分子促进S6K1与STAT3形成三元复合物，从而增强STAT3的磷酸化。
3.6 肝细胞来源的外泌体HDGF激活MASLD中的促炎性巨噬细胞反应
免疫荧光显示HDGF主要表达于肝细胞。S6K1促进HDGF从细胞核向细胞质转位，随后通过外泌体途径分泌。条件培养基（CM）实验表明，来自HDGF过表达肝细胞的培养基能显著促进巨噬细胞的迁移和促炎基因（如IL-6、TNFα）表达，而这种效应可被外泌体生物合成抑制剂GW4869减弱。纯化的外泌体分析证实，葡萄糖和胰岛素刺激增加了外泌体中HDGF的载量，且携带HDGF的外泌体能直接触发骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）的炎症反应。HDGF Ser165位点的磷酸化突变体（S165A/D）实验证明该位点对HDGF的外泌体分泌至关重要。
3.7 抑制STAT3减轻HDGF诱导的肝脏脂肪生成和MASLD
在HDGF过表达小鼠模型中，给予STAT3抑制剂S3I-201或mTOR抑制剂雷帕霉素治疗。结果显示，药物干预显著减轻了HDGF诱导的肝脏脂肪变性、高脂血症、胰岛素抵抗和葡萄糖不耐受，并减少了肝脏F4/80+巨噬细胞浸润及炎症因子表达，同时降低了STAT3 Ser727的磷酸化水平和脂肪生成酶的表达。
讨论与结论
本研究揭示了HDGF作为MASLD进展中连接肝脏脂肪变性与肝内串扰的关键介质。具体而言，HDGF通过促进S6K1依赖的STAT3 Ser727磷酸化来促进脂肪生成和肝脏脂肪变性；同时，肝细胞通过外泌体分泌HDGF，触发促炎性巨噬细胞反应，从而导致MASLD发病中的肝脏炎症。临床样本分析显示，MASLD患者肝脏和循环中HDGF水平升高，且与疾病进展正相关。该研究确立了HDGF-STAT3轴在肝脏脂肪生成和MASLD进展中的关键作用，提示靶向HDGF-STAT3通路或外泌体HDGF分泌可能代表了一种改善MASLD代谢紊乱和肝脏炎症的潜在治疗策略。论文发表于《Advanced Science》。
