說到脂肪肝（Fatty liver disease, FLD），大家一定不陌生，每年體檢，被查出脂肪肝的大有人在，但由于脂肪肝初期并沒有明顯的癥狀，很多人對此并不重視，還是該吃吃該喝喝，等到進展成肝炎、肝癌了才追悔莫及。

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脂肪肝是由于多種原因引起的肝臟細胞內脂肪堆積過多（主要是由甘油三酯 ，TG）而產生的常見肝臟病變，已成為全球肝損傷的主要原因。

脂肪肝進展到晚期可導致肝硬化和肝細胞癌，對公共健康造成重大威脅，目前還沒有藥物被批準用于治療 FLD，因此，迫切需要開發新的藥物靶點和有效療法。

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2024年1月31日，一篇發表在?PNAS?題為?The ubiquitin E3 ligase BFAR promotes degradation of PNPLA3?的研究論文引起廣泛關注，該文研究團隊發現泛素 E3 連接酶 BFAR ，可以促進 FLD 的重要遺傳危險因素 PNPLA3 的降解，為 FLD 治療提供了新靶點。

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實驗中，研究團隊首先鑒定并確認了細胞凋亡調節因子 BFAR 作為 PNPLA3 的 E3 泛素連接酶，可以發揮對 PNPLA3 的調節作用。

而后，使用 siRNA 敲除了穩定表達 PNPLA3 的 HuH7 細胞中的 BFAR，發現處理后細胞 PNPLA3 蛋白水平提高了 2.8 倍。通過解析 BFAR 的重組形式，并使用 CRISPR-Cas9 技術生成 BFAR 表達失活的細胞系，通過 Sanger 測序確認失活突變。

結果表明 ，在 BFAR 失活的細胞中，PNPLA3-HiBiT（用于檢測和追蹤PNPLA3水平的融合蛋白）的水平增加了 5 倍至 20 倍，說明?BFAR 的耗竭可以增加培養的肝細胞中的 PNPLA3 水平。

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?▲肝細胞中 BFAR 的結構域組織、結構模型和BFAR失活

進一步的驗證實驗也顯示，BFAR?的過表達可以降低培養肝細胞中?PNPLA3?蛋白水平。此外，通過使用重組 PNPLA3 和 BFAR 進行的下拉試驗，顯示這兩種蛋白之間存在相互作用，并在細胞中觀察到它們的免疫共沉淀作用。

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為了測試 BFAR 是否可以泛素化 PNPLA3，研究團隊使用重組蛋白進行了體外測定證實和細胞實驗驗證，體外測定發現?BFAR 可以作為 E3 泛素連接酶用于 PNPLA3 的單泛素化；細胞實驗中敲除 BFAR 不會導致 PNPLA3 泛素化減少，但細胞中 PNPLA3 有增加的趨勢。

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▲BFAR 對 PNPLA3 的泛素化

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研究人員還通過 CRISPR-Cas9 技術構建了 Bfar^?/?鼠，與? WT 小鼠進行免疫印跡對照實驗，發現 Bfar^?/?小鼠肝臟中 PNPLA3 水平高出 WT 小鼠 2 倍。然而，盡管高水平的 PNPLA3 蛋白在脂滴上的積累與肝臟 TG 的增加相關，但在 Bfar 基因敲除小鼠中未觀察到肝臟 TG 的增加。這表明 PNPLA3 的積累可能與肝臟 TG 水平的變化有關，但具體機制仍需進一步研究。

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同時，研究還發現肝臟 BFAR 水平不會因小鼠食物攝入量而變化。

在 WT 小鼠中，蔗糖喂養可增加 PNPLA3 mRNA 和蛋白的水平。為了確定 BFAR 表達是否也受到喂養的調節，團隊測量了禁食小鼠肝臟中 BFAR 蛋白和 mRNA 的水平，發現在禁食和喂食小鼠肝臟中 BFAR 蛋白水平無差異。

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小結

綜上，這項研究發現，PNPLA3的突變形式在脂滴上積累，干擾肝臟三酰甘油的積累 ，從而促使脂肪肝病的發展。BFAR作為一個E3泛素連接酶，通過促進PNPLA3的降解來調節其水平。實驗結果表明，BFAR的失活導致PNPLA3水平增加，而BFAR的過表達則降低PNPLA3水平。這些發現揭示了BFAR在調控肝細胞中PNPLA3水平的作用機制，為治療FLD的研究提供了新思路。

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參考資料：

[1] Das A, Cheng H, Wang Y, Kinch LN, Liang G, Hong S, Hobbs HH, Cohen JC. The ubiquitin E3 ligase BFAR promotes degradation of PNPLA3. Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 Feb 6;121(6):e2312291121. doi: 10.1073/pnas.2312291121. Epub 2024 Jan 31. PMID: 38294943; PMCID: PMC10861911.

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