Hepatology｜VPS13D连接细胞器脂质转运与VLDL分泌，保护酒精相关性脂肪性肝炎

酒精相关性肝病（alcohol-associated liver disease，ALD）是全球慢性肝病及肝脏相关死亡的重要原因之一，其疾病谱可由早期脂肪变性逐渐进展至酒精相关性肝炎（alcohol-associated hepatitis，AH）、肝纤维化、肝硬化甚至肝细胞癌。尽管近年来人们对酒精代谢、氧化应激、线粒体损伤、脂质代谢紊乱及炎症反应等机制有了越来越深入的认识，针对重症酒精相关性肝炎的有效治疗手段仍然十分有限。因此，进一步理解酒精如何打破肝细胞代谢稳态，仍是ALD研究中的重要问题。

肝细胞是人体脂质代谢最活跃的细胞之一。脂肪酸氧化、甘油三酯合成、磷脂代谢、脂滴储存以及脂蛋白分泌等过程，并不是由某一个细胞器独立完成，而是依赖内质网、线粒体、脂滴、过氧化物酶体和溶酶体之间高度协调的分工与交流。近年来，细胞器膜接触位点（membrane contact sites，MCSs）逐渐被认为是维持这种协同的重要平台。在这些区域，不同细胞器彼此靠近但并不融合，却可以快速交换脂质、钙离子和其他代谢。

换句话说，肝细胞中的脂质代谢并不只是“某条代谢通路”的问题，它还取决于不同细胞器之间能否正常交流。

VPS13D正是参与这一过程的大型脂质转运蛋白之一。VPS13家族蛋白具有独特的长疏水通道结构，可以跨越相邻的细胞器膜，在两个细胞器之间形成类似“桥梁”的脂质转运通道。已有研究发现，VPS13D可以定位于内质网—线粒体及内质网—过氧化物酶体接触位点，并参与细胞器间脂质转运和细胞器稳态维持。然而，这座连接细胞器的“脂质桥”在肝脏中究竟发挥什么作用，以及它是否参与酒精相关性肝病的发生发展，此前仍缺乏研究。

近日，美国堪萨斯大学医学中心倪红敏（Hong-Min Ni）教授和丁文兴（Wen-Xing Ding）教授团队在Hepatology在线发表题为 VPS13D protects against alcohol-associated steatohepatitis by regulating organelle contacts and VLDL secretion 的研究论文。研究发现，酒精相关性肝炎患者肝脏中VPS13D表达降低，并伴随着线粒体—内质网接触减少。进一步研究表明，肝脏Vps13d缺失会破坏细胞器稳态和磷脂代谢，降低PEMT表达及磷脂酰胆碱（phosphatidylcholine，PC）水平，进而损害极低密度脂蛋白（very-low-density lipoprotein，VLDL）分泌，使脂质滞留于肝脏，从而加重酒精诱导的脂肪变性和肝损伤。该研究将细胞器接触、磷脂稳态与肝脏脂质输出联系起来，为理解酒精相关性脂肪性肝炎提供了新的机制视角。

研究首先从人类酒精相关性肝病入手。与健康对照相比，AH患者肝脏中VPS13D蛋白表达明显下降，同时线粒体与内质网之间的接触减少，提示VPS13D异常及细胞器接触紊乱可能参与酒精相关性肝病的发生发展。

为进一步明确VPS13D在肝脏中的功能，研究人员构建了肝脏特异性Vps13d敲除小鼠。酒精刺激后，Vps13d缺失显著加重肝脏脂肪变性、炎症和肝细胞损伤，表明VPS13D在酒精代谢压力下具有重要的肝脏保护作用。进一步研究发现，VPS13D缺失并非只影响单一细胞器，而是造成更广泛的细胞器稳态异常。尤其是在酒精刺激下，线粒体—内质网接触进一步减少，并伴随线粒体、过氧化物酶体、溶酶体及内质网功能异常。由于肝脏脂质代谢高度依赖不同细胞器之间的物质交换，这些结果提示，VPS13D缺失可能通过扰乱细胞器之间的协调和脂质转运，进一步影响肝细胞整体脂质代谢。

那么，这种细胞器层面的异常如何进一步导致肝脏脂质蓄积？

通过转录组及代谢组学分析，研究人员发现，Vps13d缺失显著改变肝脏磷脂稳态。酒精处理后，Vps13d敲除肝脏中磷脂酰乙醇胺（phosphatidylethanolamine，PE）增加，而PC减少，PC/PE比例随之下降。PC和PE是细胞膜的主要磷脂组成，其平衡对于维持细胞器膜结构和功能十分重要。对于肝脏而言，PC还有另一个关键作用：它是VLDL正常形成和分泌所必需的重要磷脂成分。因此，Vps13d缺失导致的PC减少，也为其严重的脂肪蓄积表型提供了新的解释。

进一步研究发现，Vps13d缺失肝脏中PEMT表达显著降低。PEMT是肝脏PC合成的重要酶，通过将PE转化为PC维持正常的磷脂平衡。与此同时，Vps13d敲除小鼠的VLDL分泌明显受损，并伴随ApoB100相关脂质输出减少。这一结果提示，VPS13D缺失并不是导致肝细胞整体分泌功能衰竭，而是更加突出地影响了与磷脂稳态密切相关的脂蛋白形成和脂质输出。

这也为理解Vps13d缺失导致的脂肪肝提供了一个不同的角度。肝脏脂质蓄积不仅可能来自脂质生成增加或脂肪酸氧化受损，也可能来源于脂质输出障碍。当PC不足、VLDL形成和分泌受阻后，原本应该被输出至循环的甘油三酯更多地滞留于肝细胞，最终进一步加重脂肪变性。

为了验证PEMT是否是这一过程中的重要功能节点，研究人员进一步在Vps13d敲除小鼠肝脏中过表达PEMT。恢复PEMT表达不仅改善了PC/PE磷脂稳态，也显著促进VLDL分泌，同时减少肝脏甘油三酯和脂滴蓄积，并减轻酒精诱导的肝损伤。这一rescue实验进一步明确了VPS13D与肝脏脂质输出之间的功能联系。研究结果表明，VPS13D通过维持正常的细胞器接触和脂质稳态，支持PEMT介导的PC代谢及VLDL分泌；当VPS13D缺失后，这一过程受到破坏，使肝脏脂质输出能力下降，并最终促进酒精性脂肪变性和肝损伤。

综上，该研究发现酒精相关性肝炎患者肝脏中VPS13D表达降低，并伴随线粒体—内质网接触减少。肝脏Vps13d缺失进一步破坏细胞器稳态和磷脂代谢，导致PEMT及PC水平降低，并损害VLDL分泌，使脂质更容易滞留于肝脏。恢复PEMT表达则能够改善磷脂稳态和VLDL输出，并缓解酒精诱导的脂肪变性和肝损伤。

与传统上更多关注脂质合成增加、脂肪酸氧化下降以及脂滴降解异常不同，本研究揭示了酒精相关性脂肪肝形成的另一个重要层面：肝脏中的脂质不仅可能因为“产生过多”或“消耗不足”而积累，也可能因为无法被有效输出而滞留。

更重要的是，这项研究将细胞器接触位点这一微观的细胞生物学过程，与VLDL介导的全肝脂质输出联系起来。VPS13D一端参与维持细胞器之间的脂质交流，另一端则影响肝脏能否通过正常的磷脂代谢将甘油三酯包装并输出。由此，从细胞器之间的“脂质桥”到肝脏整体的“脂质出口”，研究进一步揭示了细胞器空间组织和脂质交流在酒精相关性肝病中的重要意义。

张晨（Chen Zhang）博士为论文第一作者, 倪红敏（Hong-Min Ni）和丁文兴(Wen-Xing Ding) 教授为本文共同通讯作者。

原文链接：https://www.ovid.com/10.1097/HEP.0000000000001847

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