SGLT2抑制剂通过抑制CD8+ T细胞激活促进生酮改善 MASH

2024-11-10 Sun
SGLT2抑制剂通过促进酮体生成改善CD8+ T细胞抑制缓解MASH的研究研究背景与问题定位代谢功能障碍相关脂肪性肝病（Metabolic Dysfunction-Associated Steatotic Liver Disease, MASLD）已成为全球关注的健康问题。其重度阶段——代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（Metabolic Dysfunction-Associated Steatohepatitis, MASH）会引发肝细胞损伤、炎症、脂肪沉积以及纤维化，严重时可进展为肝硬化、肝功能衰竭甚至肝细胞癌。然而，尽管MASH治疗研究不断推进，目前仍缺乏明确的治疗手段。研究已表明肝脏免疫系统失调在MASH的发病中起到关键作用，其中，CD8+ T细胞因其能释放细胞毒性物质及细胞因子（如颗粒酶B和干扰素-γ），被视为推动MASH进展的重要促炎细胞。研究指出，CD8+ T细胞在非糖代谢状态下偏向利用非葡萄糖的碳源作为代谢燃料，调控其代谢通路有可能成为一种有效的治疗策略。
钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂（Sodium-Glucose Co-Transporter 2 Inhibitor, SGLT2i）作为一种选择性SGLT2抑制剂，能够通过增加酮体生成发挥心脏和肾脏保护作用。已有研究表明，SGLT2i对非酒精性脂肪性肝病（Non-Alcoholic Fatty Liver Disease, NAFLD）患者的肝脏酶水平具有改善作用，暗示其在MASH治疗中的潜在益处。因此，本研究假设SGLT2i通过调节CD8+ T细胞的酮体代谢以抑制其激活，进而减轻MASH的进展。
研究方法与流程本研究由来自南方医科大学及其他研究机构的研究团队完成，文章发表在2024年10月1日的《Cell Metabolism》。通过动物实验与临床研究，研究团队对SGLT2i在MASH中的作用机制进行了系统探讨，研究包括以下关键步骤：
动物模型实验：研究采用以甲硫氨酸-胆碱缺乏饮食（Methionine-Choline-Deficient Diet, MCD）和高果糖高脂肪高胆固醇饮食（High-Fructose, High-Fat, and High-Cholesterol Diet, HFHC）诱导的MASH小鼠模型，分为对照组和SGLT2i组，分别给予10和30 mg/kg的Empagliflozin（EMPA，SGLT2i的一种代表药物），并进行肝组织病理学检查，测定血清转氨酶、肝脏甘油三酯（TG）含量和羟脯氨酸（Hyp）含量，评估肝脂肪沉积、炎症及纤维化等病理特征的变化。
基因表达分析：利用RNA测序分析（RNA-seq），研究发现SGLT2i组中免疫相关通路显著下调，其中CD8+ T细胞的表面生物标志物CD8a显著降低。此外，单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析表明，CD8+ T细胞的比例在MASH小鼠肝脏中显著降低。
细胞转移实验：为了进一步探究CD8+ T细胞在SGLT2i疗效中的作用，研究对Rag2-/-小鼠进行CD8+ T细胞移植实验，分别给予未处理和EMPA处理的CD8+ T细胞后进行MCD饮食诱导，结果显示EMPA处理的CD8+ T细胞移植组表现出肝损伤显著改善。
酮体生成机制研究：研究通过分析酮体生成途径的关键酶3-羟基丁酸脱氢酶1（BDH1），证实EMPA能够显著提高CD8+ T细胞中β-羟基丁酸（B-OHB）水平，BDH1的缺失导致MASH表型加重，进一步证实BDH1在EMPA介导的酮体生成和CD8+ T细胞功能抑制中的关键作用。
临床病例对照研究：通过对5名MASH患者和4名健康对照进行的病例对照研究，口服SGLT2i药物Dapagliflozin治疗12个月后，MASH患者的肝损伤及CD8+ T细胞浸润显著改善。
研究结果CD8+ T细胞浸润和功能的抑制：SGLT2i显著减少了MASH小鼠和患者肝脏中的CD8+ T细胞浸润，并显著降低了颗粒酶B的表达。此外，体内实验表明，去除CD8+ T细胞后SGLT2i的治疗效果消失，表明CD8+ T细胞在EMPA疗效中具有决定性作用。
酮体生成和BDH1的关键作用：研究发现SGLT2i能够通过上调BDH1的表达来增强CD8+ T细胞的酮体生成，且CD8+ T细胞中的β-羟基丁酸能够显著抑制其活化。进一步的实验表明，BDH1的缺失会加剧MASH的病理特征，且EMPA在BDH1缺失条件下无法发挥改善效果。
酮体代谢调控与IRF4抑制：在机制研究中，研究发现酮体生成途径产生的β-羟基丁酸能够显著抑制CD8+ T细胞中转录因子IRF4的表达和核定位，IRF4的抑制导致CD8+ T细胞的效应功能下降，从而减轻肝脏炎症反应。
研究结论与意义本研究首次揭示了SGLT2i通过促进酮体生成来抑制CD8+ T细胞活化的机制，证实了CD8+ T细胞是EMPA治疗MASH的直接靶点。研究表明，SGLT2i通过上调BDH1并增加β-羟基丁酸生成，抑制了CD8+ T细胞的效应功能和促炎作用，从而有效减轻了MASH的进展。这一发现拓展了SGLT2i的适应症，表明其不仅具有降糖效果，还可作为MASH潜在的治疗手段，为MASH的免疫代谢治疗提供了新思路。
研究亮点与创新点创新的CD8+ T细胞酮体生成调控机制：首次揭示了SGLT2i通过调控酮体代谢抑制CD8+ T细胞活化，从而减轻MASH的作用机制，为SGLT2i在免疫代谢方面的应用提供了理论依据。
BDH1的关键角色：研究证明BDH1在SGLT2i诱导的CD8+ T细胞抑制及其在MASH中的治疗作用中起到关键作用，提出了调控BDH1及酮体生成通路作为干预MASH的潜在策略。
IRF4抑制与β-羟基丁酸的抗炎作用：发现β-羟基丁酸可通过抑制IRF4的表达和核定位来下调CD8+ T细胞的促炎反应，为未来探索β-羟基丁酸在其他免疫性疾病中的应用提供了新方向。
展望与研究局限尽管本研究在机制上揭示了SGLT2i在MASH治疗中的免疫调控潜力，但一些局限性值得注意：
潜在的表观遗传机制：研究尚未深入探讨SGLT2i引起的酮体代谢对表观遗传修饰（如组蛋白去乙酰化）的影响，未来研究可在这一方面加以验证。
更大规模的临床验证：本研究的临床部分样本量较小，未来需通过大规模随机对照试验来验证SGLT2i在MASH治疗中的疗效。
进一步的细胞类型和分子机制研究：在MASH的复杂炎症环境中，NK细胞、巨噬细胞等也可能参与其中，对这些细胞的作用及其与CD8+ T细胞的相互关系有待进一步探索。
本研究为MASH的免疫代谢治疗提供了新的研究视角和理论支持，通过SGLT2i调控酮体代谢以抑制CD8+ T细胞的激活，未来或可发展为治疗MASH的创新疗法。