LncRNA Wee1-AS通过激活线粒体CDK1/CYCLIN B1协调氧化脂肪酸代谢以改善代谢功能障碍相关脂肪肝病

时间:2026年1月11日
来源:Signal Transduction and Targeted Therapy

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本研究针对代谢功能障碍相关脂肪肝病(MASLD)缺乏有效治疗靶点的问题,揭示了长链非编码RNA Wee1-AS通过双重机制激活CDK1/CYCLIN B1复合体,增强线粒体脂肪酸氧化并改善肝脏脂质沉积。该发现不仅阐明了Wee1-AS在MASLD中的关键保护作用,还提出WEE1抑制剂Adavosertib及人源同源物LNC106435.1的潜在治疗价值,为MASLD的靶向治疗提供了新策略。

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代谢功能障碍相关脂肪肝病(MASLD)已成为全球性的健康负担,其疾病谱从单纯性脂肪变性进展为代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH),甚至肝硬化和肝癌。目前虽有Resmetirom等药物获批,但MASLD的复杂病因和代偿机制仍驱动着新靶点的探索。长链非编码RNA(lncRNA)因其组织特异性表达和疾病关联性备受关注,然而其在MASLD中的作用机制尚不明确。同时,线粒体功能紊乱是MASLD的核心病理特征,但调控线粒体能量代谢的关键分子开关仍有待揭示。
为此,研究团队通过转录组学分析高脂饮食(HFD)诱导的MASLD小鼠模型,发现了一个新型lncRNA——Wee1-AS。该RNA位于Wee1基因位点的反义链,在肝细胞中高表达,尤其在中央静脉周围区域,且其表达在高脂饮食刺激下显著上调。机制研究表明,Wee1-AS通过双重模式激活CDK1/CYCLIN B1复合体:其一,通过空间位阻抑制转录机器与Wee1启动子结合,降低Wee1转录;其二,直接结合CYCLIN B1并抑制其泛素化降解,稳定蛋白水平。激活的CDK1/CYCLIN B1复合体转运至线粒体,磷酸化ATP5A、SIRT3等底物,增强线粒体复合体I活性和脂肪酸氧化能力,从而缓解肝脏脂质堆积。
研究还发现WEE1抑制剂Adavosertib可模拟Wee1-AS的保护效应,改善HFD小鼠的线粒体功能和脂肪肝表型。此外,团队鉴定了人源同源物LNC106435.1,其敲低同样导致线粒体功能受损,且在MASLD患者肝组织中表达升高,提示其临床相关性。
关键技术方法
研究利用RNA测序筛选HFD小鼠肝脏差异表达的lncRNA;通过腺相关病毒(AAV)载体在体内过表达或敲低Wee1-AS;采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析肝细胞亚群表达谱;通过RNA Pull-down、染色质免疫沉淀(ChIP)和蛋白稳定性实验验证分子互作;使用线粒体功能探针(MitoTracker、TMRM)和氧消耗速率(OCR)检测线粒体代谢;利用临床肝组织样本进行免疫组化验证。
Wee1-AS的鉴定与表达特征
通过cDNA末端快速扩增(RACE)技术,团队发现Wee1-AS转录本较数据库注释更长,且编码潜能评分为负值,确认其非编码属性。其在HFD或西方饮食(WD)喂养的小鼠肝脏中表达显著升高,scRNA-seq显示其在肝细胞中富集,主要定位于细胞质。RNA荧光原位杂交(FISH)进一步显示Wee1-AS在中央静脉周围肝细胞中高表达,提示其与肝脏分区代谢调控相关。
Wee1-AS改善MASLD症状与线粒体功能
AAV介导的Wee1-AS过表达显著降低HFD或CDAA-HFD喂养小鼠的肝脏重量、血清ALT/AST水平及肝脂质含量,并缓解纤维化和炎症反应。RNA-seq分析显示,Wee1-AS调控基因富集于脂质代谢和细胞周期相关通路。线粒体功能实验表明,Wee1-AS过表达增强复合体I和琥珀酸脱氢酶(SDH)活性,改善线粒体形态;而其敲低则降低线粒体膜电位,增加活性氧(ROS)积累,抑制脂肪酸氧化。
Wee1-AS调控CDK1活性与CYCLIN B1稳定性
Wee1-AS敲低促进RNA聚合酶II和TFIIB在Wee1启动子的募集,降低抑制性组蛋白标记H3K9me3,从而增强Wee1转录。蛋白水平上,WEE1在线粒体外膜富集,其过表达抑制CDK1活性(Y15磷酸化升高)。另一方面,Wee1-AS直接结合CYCLIN B1,抑制其泛素化降解,促进CDK1活化(T161磷酸化)。免疫共定位和线粒体分馏实验证实Wee1-AS增强CYCLIN B1的线粒体转运。
Adavosertib通过抑制WEE1改善MASLD
WEE1抑制剂Adavosertib(30 mg/kg)治疗5周后,HFD小鼠的肝脂质沉积和线粒体功能异常显著逆转,且该效应被WEE1过表达抵消。值得注意的是,Adavosertib可挽救Wee1-AS敲低导致的线粒体功能障碍,证明其作用依赖于WEE1-CDK1/CYCLIN B1轴。
人源同源物LNC106435.1的功能保守性
LNC106435.1与小鼠Wee1-AS具有50.59%序列同源性,定位于细胞质,其敲低同样上调WEE1表达并损害线粒体功能。公共数据库分析显示,LNC106435.1在MASH患者肝组织中表达升高,且WEE1/p-CDK1Y15/CYCLIN B1蛋白水平与疾病严重度正相关,凸显其临床意义。
结论与展望
本研究首次揭示Wee1-AS作为代谢感受性lncRNA,通过调控WEE1-CDK1/CYCLIN B1轴增强线粒体脂肪酸氧化,从而抑制MASLD进展。其作用机制涉及转录干扰和蛋白稳定性调控双重模式,为lncRNA参与细胞周期蛋白代谢重编程提供了新范例。Adavosertib的疗效提示靶向WEE1可能是MASLD的可行治疗策略,而人源LNC106435.1的保守功能则为其临床转化奠定基础。未来需进一步探索Wee1-AS上游调控因子及其在肝脏分区代谢中的时空特异性作用,并在大样本队列中验证LNC106435.1的预后价值。

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