髓系Mas通过丙酮酸激酶M2介导的Spi1乳酰化驱动炎症衰老促进代谢功能障碍相关性脂肪性肝病

《Signal Transduction and Targeted Therapy》：Myeloid Mas drives pyruvate kinase M2-mediated Spi1 lactylation to fuel inflammatory senescence in MASLD

　　

代谢功能障碍相关性脂肪性肝病（MASLD）由持续性炎症驱动，但免疫代谢与疾病进展之间的精确机制仍不清楚。研究人员发现髓系表达的Mas（一种G蛋白偶联受体）是MASLD的重要代谢检查点。在人类患者及饮食诱导的小鼠模型中，肝髓系细胞Mas表达升高。髓系特异性Mas1缺失通过抑制糖酵解重编程和炎症衰老减轻MASLD。单细胞RNA测序分析显示，该缺失特异性削弱FN1+CCR2+单核细胞前体的糖酵解通量及其致病性分化。机制上，Mas与糖酵解酶PKM2相互作用，增强乳酸生成，进而驱动转录因子Spi1在赖氨酸208位发生乳酰化（K208la）。Spi1-K208la促进其核定位并转录激活衰老相关分泌表型（SASP）基因。髓系特异性Pkm2敲除可重现Mas1缺失的保护效应，而过表达PKM2可挽救Mas缺失导致的代谢与转录缺陷。虚拟筛选鉴定出茶黄素-3,3'-双没食子酸酯（TFDG）作为Mas抑制剂，可破坏Mas-PKM2相互作用。巨噬细胞膜包被纳米颗粒（MM@NP-TFDG）能将TFDG特异性递送至肝巨噬细胞，抑制Mas-PKM2-Spi1乳酰化轴，并在体内改善MASLD病理。该研究定义了Mas-PKM2-Spi1乳酰化轴在MASLD中协调糖酵解重编程、单核细胞前体分化及巨噬细胞驱动的炎症，并提出一种靶向纳米治疗策略。

研究背景

代谢功能障碍相关性脂肪性肝病（MASLD）是全球最常见的慢性肝病之一，涵盖从单纯肝脂肪变性到脂肪性肝炎、纤维化及肝细胞癌的疾病谱。尽管MASLD与肥胖、胰岛素抵抗及肠道菌群失调密切相关，但有效药物仍稀缺。持续性髓系细胞炎症被认为是推动MASLD进展的核心因素，然而免疫代谢调控的具体机制尚未明确。Mas作为G蛋白偶联受体（GPCR）成员，既往研究显示其在肝脏代谢与炎症中发挥复杂作用，但在MASLD中的髓系特异性功能仍缺乏系统性研究。此外，MASLD伴随类似肿瘤的Warburg效应，乳酸积累及蛋白质乳酰化修饰在疾病中的作用正逐渐被揭示。本研究旨在阐明髓系Mas在MASLD免疫代谢重编程中的功能及分子机制，并探索其作为治疗靶点的潜力。该研究成果发表于《Signal Transduction and Targeted Therapy》。

主要关键技术方法

研究纳入人类MASLD患者肝组织及血清样本队列，结合高脂饮食（HFD）及蛋氨酸胆碱缺乏（MCD）饮食诱导的小鼠模型。采用髓系特异性Mas1及Pkm2条件性敲除小鼠，结合单细胞RNA测序（scRNA-seq）、液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）蛋白质互作分析、免疫共沉淀（Co-IP）、染色质免疫沉淀（ChIP）、代谢流分析及分子动力学模拟等技术手段，系统解析髓系Mas调控糖酵解、蛋白质乳酰化及炎症衰老的分子通路。通过虚拟筛选获得Mas小分子抑制剂TFDG，并构建巨噬细胞膜包被纳米颗粒（MM@NP-TFDG）用于靶向递送及体内治疗验证。

研究结果

Mas在MASLD进展过程中于髓系细胞中上调

人类与小动物模型均显示MASLD肝脏中Mas表达显著升高，尤其富集于CD68⁺CD14^?巨噬细胞及CD16⁺CD68⁺CD14⁺单核细胞。公共数据集分析显示Mas表达与血清ALT、AST、甘油三酯、血糖、胰岛素抵抗指数及NAS评分呈正相关。单细胞RNA测序证实Mas在髓系细胞中上调最为显著。

髓系特异性Mas1缺失保护小鼠抵抗饮食诱导的MASLD

LysM^creMas1^f/f小鼠在高脂饮食下体重增长减缓，肝脂质沉积减少，血清转氨酶及促炎细胞因子水平降低。单细胞RNA测序显示肝单核吞噬细胞数量减少，糖酵解及炎症相关基因表达下降，脂质氧化基因表达上调。MCD饮食模型同样验证了该保护作用，且髓系Mas缺失通过旁分泌方式改善肝细胞脂质代谢。

髓系Mas1缺失限制单核巨噬细胞糖酵解重编程及炎症衰老

单细胞及体外实验表明，Mas缺失显著抑制糖酵解通路关键酶表达，降低乳酸生成，并减少p53、p21及p16等衰老标志物及SASP基因表达。代谢流分析显示Mas缺失的骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）糖酵解能力减弱，线粒体呼吸功能改变。电子显微镜及SA-β-半乳糖苷酶染色证实衰老巨噬细胞数量减少。

髓系Mas调控FN1⁺CCR2⁺单核细胞时空代谢重编程

单细胞轨迹分析发现Mas缺失选择性减少高表达FN1的经典单核细胞亚群，该亚群位于单核细胞向巨噬细胞分化的早期阶段，并与成熟巨噬细胞形成强相互作用网络。Mas缺失削弱FN1-整合素信号，降低糖酵解及SASP基因表达，减少炎症及衰老表型。

髓系Mas与PKM2相互作用增强炎症衰老

质谱及分子对接证实Mas与PKM2直接结合，结合位点位于PKM2的A1及A2结构域。Mas-PKM2相互作用促进PKM2核转位，增强糖酵解活性及乳酸生成。PKM2过表达可逆转Mas缺失引起的代谢与衰老缺陷，而髓系Pkm2敲除重现Mas1缺失的保护效应。

髓系Mas-PKM2复合物驱动Spi1 K208乳酰化激活SASP转录

乳酸积累促进Spi1在K208位点发生乳酰化，该修饰位于其DNA结合Ets结构域，增强Spi1核定位及SASP基因启动子结合能力。K208突变阻断该效应，并减轻MASLD病理。人类原代巨噬细胞中MAS1敲低同样抑制PKM2核转位、Spi1乳酰化及SASP表达。

TFDG作为Mas靶向化合物改善MASLD

虚拟筛选结合实验验证TFDG可直接结合Mas，破坏Mas-PKM2相互作用，抑制乳酸生成及DNA损伤。TFDG在体内外均表现出抗炎及抗衰作用。

MM@NP-TFDG有效靶向并抑制髓系Mas驱动的代谢-炎症-衰老轴

巨噬细胞膜包被纳米颗粒显著提升TFDG的肝靶向性及稳定性，在体内更有效减少Ly6C^hi巨噬细胞，抑制Mas-PKM2-Spi1轴及SASP表达，改善肝脂肪变性与炎症，且安全性良好。

讨论与结论

本研究首次定义髓系Mas-PKM2-Spi1乳酰化轴作为MASLD进展的核心免疫代谢调控通路。Mas通过稳定PKM2二聚体并促进其核转位，驱动乳酸依赖的Spi1 K208乳酰化，从而激活SASP转录，推动FN1⁺单核细胞前体向促炎巨噬细胞分化及炎症衰老。靶向抑制该轴可通过MM@NP-TFDG实现高效、安全的MASLD治疗。这一发现不仅拓展了GPCR在代谢性疾病中的免疫调节机制认识，也为MASLD提供了创新的治疗策略。