導語：非酒精性脂肪肝炎(NASH)是非酒精性脂肪肝的晚期疾病，肝細胞的脂毒性損傷可能是NASH發生的主要事件，可導致炎癥，但NASH脂毒性的性質和機制尚不完全清楚。焦亡是新發現的一種程序性細胞死亡方式，參與各種病理進程。肝細胞焦亡是否是引發NASH的兇手之一呢？一起來看吧。

技術路線：

結果：

1. SMS1在HFHCD喂養的小鼠肝臟中表達增加
用高脂、高膽固醇飼料(HFHCD)喂食小鼠12周可誘導NASH，而喂食高脂飼料(HFD)的小鼠發生單純性脂肪變性，無顯著炎癥和纖維化，HFHCD喂食小鼠中肝細胞凋亡明顯，HFHCD顯著增加鞘脂生物合成的關鍵因素-Spt2的表達，增加神經酰胺、SM和DAG的水平，并降低磷脂酰膽堿(PC)的水平，增加SMS1的肝臟表達，但未增加Sms2。這些表明，HFHCD喂養上調SMS1的表達。

2. FC誘導SMS1表達

檢測蛋氨酸和膽堿缺乏飲食(MCDD)和西方飲食（富含脂肪、膽固醇和果糖）誘導的其他NASH模型中肝臟SMSs的表達。MCDD和Western飲食喂養小鼠肝細胞凋亡增加，SMS1表達增加，表明SMS1誘導是NASH的特征性表現，與肥胖無關。接受肝移植的NASH/肝硬化患者樣本顯示SMS1的高表達，SMS1的表達在脂肪變性受試者的肝臟標本中沒變化。這些發現表明，較高的肝臟SMS1表達可能是NASH的共同特征。

膽固醇和SM共同富集在相同的膜結構域中，其濃度受到嚴格調控，以維持膜特性和信號通路。因此，檢測游離膽固醇(FC)水平的增加是否誘導SMS1的表達。
喂食HFHCD、MCDD或西方飲食的小鼠肝臟中FC水平升高，小鼠喂食富含膽固醇的飼料，發現增加肝臟Sms1表達，但未增加Sms2。此外，用水溶性膽固醇和酰基輔酶a膽固醇酰基轉移酶抑制劑Avasimibe（維持膽固醇未酯化形式）處理肝細胞，可顯著增加Sms1表達，膽固醇和Avasimibe顯著增加Sms1啟動子活性，表明FC在轉錄水平誘導Sms1上調。綜上所述，這些結果表明FC的積累刺激了NASH中Sms1的轉錄表達。

3. SMS1敲除阻止NASH的發展

為進一步闡明SMS1在NASH中的作用，檢測了SMS1敲除在HFHCD喂養的小鼠中的作用。Sms1敲低改善了HFHCD誘導的肝臟炎癥和纖維化，降低了單核細胞趨化蛋白-1(Mcp-1)、腫瘤壞死因子-α(Tnf-α)、轉化生長因子-β1(Tgf-β1)、α-平滑肌肌動蛋白(α-Sma)和III型膠原蛋白α1(Col3a1)的表達，降低血清丙氨酸轉氨酶(ALT)的水平，但未顯著改變肝臟甘油三酯水平（。因此得出結論，SMS1介導飲食誘導的肝損傷、炎癥和纖維化，但不介導脂肪變性。

4. SMS1介導飲食誘導的肝細胞焦亡

接下來檢測SMS1是否介導肝細胞焦亡。喂食HFHCD的小鼠中分離的肝細胞（HFHCD肝細胞）顯示出SMS1蛋白水平升高和上清液中LDH釋放增加。此外，HFHCD肝細胞中GSDMD-N水平升高，GSDMD-N是NASH中焦亡細胞死亡的關鍵因素，而壞死性凋亡標志物的磷酸化水平未發生變化。這些共同表明焦亡特異性地發生在HFHCD肝細胞中。這 些表明SMS1和HFHCD誘導的肝細胞焦亡之間聯系緊密。來自焦亡肝細胞的條件培養基激活了LPS致敏的Kupffer細胞中的NLRP3炎癥小體，增加IL-1β水平，肝臟Sms1敲低后抑制這種效應。

5. NASH動物肝細胞中NLRC4依賴性焦亡

在HFHCD喂食小鼠的分離肝細胞和肝臟提取物中，NLRC4的水平均顯著較高，HFHCD肝細胞中NLRP3和NLRC4的表達增加。Sms1敲除并不影響NLRP3的表達，但消除了HFHCD介導的NLRC4磷酸化。敲除Nlrc4并不顯著影響肝臟脂肪變性，但可預防NASH，并顯著降低gasdermin-D活化和肝細胞死亡。Nlrc4敲除后HFHCD喂食小鼠的肝細胞上清液誘導LPS預處理的Kupffer細胞產生的IL-1β顯著降低。由于DAG是由SMS產生的，可激活PKCδ，探索了SMS1和PKCδ激活之間的聯系。PKCδ磷酸化在HFHCD喂養的小鼠肝細胞中較高，但在Sms1敲除的HFHCD喂養的小鼠中不高。此外，通過HFHCD喂食Pkcδ敲低小鼠可預防NASH，并顯著降低NLRC4的磷酸化。這些發現強調SMS1和NLRC4通過PKCδ活化誘導肝細胞焦亡的聯系。

6. Caspase-1基因敲除對小鼠肝細胞焦亡有保護作用，而Nlrp3基因敲除小鼠沒有

研究NLRP3-caspase1軸在HFHCD誘導的NASH和肝細胞焦亡中的作用。Caspase-1和Nlrp3 K/O小鼠均可免受HFHCD誘導的肝臟炎癥和纖維化，從喂食HFHCD的Caspase-1 K/O小鼠獲得的肝細胞可預防焦亡。喂食HFHCD的Caspase-1 K/O小鼠的肝細胞條件培養基未能誘導LPS致敏的對照小鼠Kupffer細胞產生IL-1β，喂食HFHCD的Nlrp3 K/O小鼠肝細胞條件培養基誘導LPS致敏的對照小鼠Kupffer細胞產生顯著的IL-1β。提示caspase-1，而非NLRP3，是HFHCD喂養誘導肝細胞焦亡的必要條件。

結論：1.肝細胞中的FC誘導Sms1表達，可阻止HFHCD誘導的NASH。
            2. SMS1產生的DAG通過依次激活PKCδ-NLRC4軸誘導肝細胞焦亡和NASH。

參考文獻：Koh, E., et al., Sphingomyelin synthase 1 mediates hepatocyte pyroptosis to trigger non-alcoholic steatohepatitis. Gut, 2020. （IF=19.819）