在大多数人眼里,脂肪肝病是一种营养过剩导致的“富贵病”。事实上,身材瘦弱的脂肪肝患者也不少,占脂肪肝患者总数的20%。早在1929年,儿科医生西塞莉·威廉姆斯就发现加纳沿海地区的许多婴儿会因过早断奶而出现营养不良。这些病童虽然骨瘦如柴,却常常患有严重的脂肪肝。除了营养不良的儿童之外,神经性厌食症患者还患有脂肪肝疾病。更令人惊讶的是,在依靠禁食来实现快速减肥的人群中,脂肪肝的发病率也明显高于健康人群。
为什么肥胖者营养过剩和瘦子营养不良都会患脂肪肝? “当我们感到困惑时,果蝇总能为我们指明正确的方向。”正如2017年诺贝尔生理学或医学奖得主迈克尔·杨所说,“是果蝇一次又一次让我们走上正确的道路。即使进化的车轮滚滚向前,我们仍然可以捕捉到影子”来自果蝇的哺乳动物甚至人类。”全基因组测序结果表明,果蝇与人类基因组有60%的同源性,覆盖了人类77%的遗传性疾病基因,是理想的疾病模型,果蝇幼虫紫色细胞与人类肝细胞高度相似,会积累大量的疾病。基于上述同源特征和果蝇遗传学的强大优势,品红细胞模拟了人类脂肪肝疾病,为了解营养不良引起的脂肪肝疾病的临床表现提供了理想的切入点。为研究营养不良引起的脂肪肝疾病的分子机制提供了理想的研究体系。
基于此,朱健课题组发现,当必需氨基酸缺乏时,肝细胞内的E3泛素连接酶Ubr1会失活,无法催化脂滴保护蛋白Plin2的多泛素化和降解。 Plin2 蛋白水平升高会抑制肝脏中脂肪的分解,从而导致脂肪肝。
朱健研究团队介绍,Ubr1是肝细胞中重要的必需氨基酸受体,但与已知的氨基酸结合蛋白不同,它可以区分必需氨基酸和非必需氨基酸。 7种必需氨基酸(精氨酸、赖氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸和苯丙氨酸)可以直接结合并激活Ubr1,促使其催化底物Plin2的泛素化。植物溶解降解,从而减轻肝细胞中的脂肪堆积。亮氨酸和异亮氨酸作为两种支链氨基酸,激活Ubr1的能力最强。在食物中添加亮氨酸或异亮氨酸,可显着提高果蝇幼虫在饥饿条件下对紫细胞内脂肪堆积的抵抗力。因此,对于营养不良的人群来说,适当补充必需氨基酸,尤其是支链氨基酸,对于预防脂肪肝具有重要的指导意义。