文献解析|NAD+-Boosting疗法通过刺激新型运动因子Fndc5/Irisin缓解非酒精性脂肪肝病

引言

非酒精性脂肪肝病（NAFLD）已成为全球范围内最常见的慢性肝病之一，其发病率逐年上升，严重威胁着人类的健康。NAFLD不仅影响肝脏功能，还与代谢综合征、2型糖尿病、心血管疾病等多种疾病密切相关。因此，探索有效的NAFLD治疗方法具有重要的临床意义。近年来，NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）代谢在代谢性疾病中的作用逐渐受到关注，NAD+-Boosting疗法作为一种新兴的治疗策略，为NAFLD的治疗提供了新的思路。本文将详细解析一篇题为“NAD+-Boosting疗法通过刺激新型运动因子Fndc5/Irisin缓解非酒精性脂肪肝病”的研究论文，探讨NAD+-Boosting疗法在NAFLD治疗中的潜在机制和应用前景。

研究背景

NAD+是细胞内重要的辅酶，参与多种生物化学反应，包括能量代谢、氧化还原反应和DNA修复等。近年来，研究发现NAD+代谢与多种代谢性疾病密切相关，如糖尿病、肥胖和NAFLD等。NAD+-Boosting疗法通过提高细胞内NAD+水平，改善代谢异常，为代谢性疾病的治疗提供了新的途径。Fndc5（Fibronectin type III domain containing 5）是一种新型的运动相关激素，其编码产物Irisin在运动中显著升高，具有改善代谢、促进能量消耗和减轻肥胖等作用。研究表明，Irisin在NAFLD的发病和治疗中可能发挥重要作用。然而，NAD+-Boosting疗法是否通过调节Fndc5/Irisin水平来改善NAFLD的病理进程尚不清楚。

研究目的

本研究旨在探讨NAD+-Boosting疗法在NAFLD治疗中的作用机制，特别是其是否通过刺激Fndc5/Irisin的生成和释放来发挥治疗作用。通过动物实验和人体研究，本研究旨在揭示NAD+-Boosting疗法对NAFLD病理进程的改善作用，以及Fndc5/Irisin在这一过程中的关键作用。

研究方法

1. 动物实验：选用小鼠作为实验动物，通过高脂饮食（HFD）或蛋氨酸/胆碱缺乏饮食（MCD）诱导NAFLD模型。将小鼠分为NAD+-Boosting治疗组和对照组，治疗组给予NAD+前体烟酰胺核糖（NR）灌胃，对照组则给予生理盐水。观察并记录小鼠的体重、肝重、肝脂肪变性、肝纤维化等病理指标。同时，检测小鼠血浆和组织中Fndc5/Irisin的水平，以及NAD+代谢相关酶和信号通路的表达变化。
2. 人体研究：招募健康志愿者和NAFLD患者，给予NAD+-Boosting治疗（口服NR），并监测血浆中Fndc5/Irisin的水平变化。同时，收集志愿者和患者的生物样本，用于后续的生物化学和分子生物学分析。
3. 分子生物学实验：利用RNA干扰（RNAi）技术敲除小鼠肝脏中的Fndc5基因，观察NAD+-Boosting治疗对NAFLD病理进程的改善作用是否受到Fndc5缺失的影响。同时，利用重组Fndc5/Irisin蛋白对NAFLD小鼠进行输注治疗，观察其对NAFLD病理进程的改善作用。此外，还利用体外细胞实验和分子生物学技术，探讨NAD+-Boosting治疗对Fndc5/Irisin表达的调控机制。

研究结果

1. NAD+-Boosting治疗改善NAFLD病理进程：在高脂饮食诱导的NAFLD小鼠模型中，NAD+-Boosting治疗显著减轻了小鼠的体重增加、肝脂肪变性、肝纤维化等病理指标。同时，NAD+-Boosting治疗还改善了小鼠的胰岛素抵抗、线粒体功能障碍和凋亡等代谢异常状态。这些结果表明，NAD+-Boosting治疗对NAFLD病理进程具有显著的改善作用。
2. NAD+-Boosting治疗提高Fndc5/Irisin水平：在NAD+-Boosting治疗的小鼠和人体研究中，均观察到血浆和组织中Fndc5/Irisin水平的显著升高。这表明NAD+-Boosting治疗能够刺激Fndc5/Irisin的生成和释放。
3. Fndc5缺失削弱NAD+-Boosting治疗的改善作用：在敲除Fndc5基因的小鼠中，NAD+-Boosting治疗对NAFLD病理进程的改善作用显著减弱。这表明Fndc5在NAD+-Boosting治疗改善NAFLD病理进程中发挥关键作用。
4. 重组Fndc5/Irisin蛋白改善NAFLD病理进程：在NAFLD小鼠模型中，慢性输注重组Fndc5/Irisin蛋白显著减轻了小鼠的肝脂肪变性、肝纤维化等病理指标。这表明Fndc5/Irisin具有直接改善NAFLD病理进程的作用。
5. NAD+-Boosting治疗调控Fndc5/Irisin表达的机制：研究发现，NAD+-Boosting治疗通过减少脂质应激触发的Fndc5泛素化，增加Fndc5蛋白稳定性，从而提高Fndc5蛋白水平。进一步的研究发现，NAD+-依赖的去乙酰化酶SIRT2与Fndc5相互作用，降低Fndc5乙酰化水平，减少Fndc5泛素化，稳定Fndc5蛋白。使用SIRT2选择性抑制剂AGK2可阻断NAD+-Boosting治疗对NAFLD病理进程的改善作用以及NR诱导的Fndc5去泛素化/去乙酰化作用。最后，确定了Fndc5的赖氨酸位点K127/131和K185/187/189可能参与SIRT2依赖的Fndc5去乙酰化和去泛素化过程。

结论与展望

本研究首次揭示了NAD+-Boosting疗法通过调控SIRT2依赖的Fndc5去乙酰化和去泛素化过程，刺激Fndc5/Irisin的生成和释放，从而改善NAFLD病理进程的机制。这些发现为NAD+-Boosting疗法在NAFLD治疗中的应用提供了坚实的理论基础和实验依据。未来，可以进一步探索NAD+-Boosting疗法与其他治疗方法的联合应用，以及针对特定人群（如肥胖、糖尿病患者）的个性化治疗方案。此外，还可以深入研究Fndc5/Irisin在NAFLD发病和治疗中的其他作用机制，为NAFLD的预防和治疗提供更多有效的手段。