Nature Metabolism｜UBE2N–p62信号轴揭示MASH进展新机制：线粒体自噬与PANoptosis的双重调控！

2026年9月4日，研究团队在《Nature Metabolism》发表题为“UBE2N deficiency contributes to MASH development via p62-regulated mitophagy and PANoptosis”的研究论文，揭示泛素结合酶UBE2N通过调控线粒体自噬和PANoptosis（泛凋亡）影响代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）的发生发展。

研究通过人类肝组织、转录组与蛋白质组分析，以及肝细胞特异性基因敲除小鼠模型发现，MASH患者及模型动物肝脏中UBE2N表达显著降低。敲除Ube2n可加重肝脏脂质沉积、炎症及纤维化，而通过AAV8介导UBE2N过表达则能够明显改善MASH病理表现。

机制研究发现，UBE2N通过促进PARKIN介导的p62蛋白K63连接泛素化，增强受损线粒体的自噬清除。当UBE2N表达不足时，线粒体自噬受阻，胞质p62异常积累，进一步引起NRF2过度激活和PANoptosis，最终加重肝脏损伤。进一步敲除p62编码基因Sqstm1可明显缓解上述病理变化。

总体而言，本研究揭示了“THAP11↓ → UBE2N↓ → p62泛素化减少 → 线粒体自噬受损 + NRF2过度激活 → PANoptosis↑ → MASH进展”的关键机制。

该研究将线粒体质量控制与炎症性细胞死亡联系起来，为靶向UBE2N/p62信号轴治疗MASH及肝纤维化提供了新的理论依据，但相关治疗策略仍处于临床前研究阶段。

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【摘 要】

旨在探讨泛素结合酶UBE2N在代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）中的作用及分子机制。研究结合人类肝组织、多组学分析、基因敲除及过表达小鼠模型发现，MASH发生过程中肝细胞UBE2N表达显著下降，其缺失可加重肝脂肪变性、炎症及纤维化。机制研究表明，UBE2N通过促进PARKIN介导的p62蛋白K63连接泛素化，增强线粒体自噬；而UBE2N缺失导致胞质p62异常积累、NRF2过度激活及PANoptosis（泛凋亡），进而促进MASH进展。进一步研究证实，敲除Sqstm1或恢复UBE2N表达能够有效缓解肝脏病理损伤。该研究揭示了UBE2N–p62信号轴在线粒体质量控制与炎症性细胞死亡中的关键作用，为MASH及肝纤维化治疗提供了潜在干预靶点。

关键词：MASH；UBE2N；p62；线粒体自噬；PANoptosis；NRF2

01

研究背景及科学问题

代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）是代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）的进展性阶段，主要表现为肝脏脂质沉积、炎症及纤维化。研究表明，线粒体功能障碍及线粒体自噬受损可导致脂肪酸氧化能力下降、活性氧（ROS）积累，进一步加重肝细胞损伤。

K63连接泛素化是调控线粒体自噬的重要蛋白质修饰方式，而UBE2N是介导该修饰的关键泛素结合酶。此外，PANoptosis（泛凋亡）作为整合细胞焦亡、凋亡和程序性坏死的炎症性细胞死亡方式，可能参与MASH进展。然而，UBE2N介导的K63泛素化如何协调线粒体自噬与PANoptosis，以及其在MASH中的作用机制尚不明确。

✍核心科学问题

1. UBE2N是否参与MASH的发生发展？

明确UBE2N在MASH肝组织中的表达变化，以及UBE2N缺失或过表达对肝脂肪变性、炎症和纤维化的影响。

2. UBE2N通过何种分子机制调控MASH进展？

重点探究UBE2N是否通过PARKIN介导的p62 K63泛素化，调控p62亚细胞定位，进而影响线粒体自噬及NRF2相关PANoptosis。

3. 靶向UBE2N–p62信号轴能否改善MASH？

通过基因敲除、过表达及功能恢复实验，验证UBE2N–p62信号轴作为MASH潜在治疗靶点的可行性。

✍核心科学假设

UBE2N表达下调 → p62 K63泛素化减少 → 线粒体自噬受损及胞质p62积累 → NRF2过度激活 → PANoptosis增强 → MASH及肝纤维化加重。

02

重要发现及亮点

1. UBE2N在人类及小鼠MASH肝细胞中显著下调（Fig. 1）

研究团队首先利用GeoMx空间转录组技术，分析健康人群与MASH患者肝组织，同时结合西方饮食（WD）诱导的小鼠模型，筛选与MASH进展相关的泛素化酶。

结果发现，UBE2N是在人和小鼠MASH肝细胞中共同下调、且与疾病活动度负相关的关键泛素结合酶。进一步通过多个临床转录组队列、单核RNA测序及肝组织免疫组化验证，证实MASH患者肝细胞UBE2N表达显著降低。此外，游离脂肪酸（FFA）刺激的人原代肝细胞，以及肥胖和饮食诱导的脂肪肝小鼠中，UBE2N蛋白表达同样下降。

这些结果提示，UBE2N下调可能是MASH发生发展的重要分子事件。

图1. UBE2N在人类及小鼠MASH肝细胞中表达下调。

• (A-D) 人和小鼠肝组织GeoMx空间转录组分析；

• (E) 泛素化相关差异表达基因筛选；

• (F-H) 临床队列及单核RNA测序验证UBE2N表达变化；

• (I) 人肝组织UBE2N免疫组化及定量；

• (J-L) FFA刺激细胞及脂肪肝小鼠模型中UBE2N蛋白表达。

为了明确UBE2N的功能，研究团队构建肝细胞特异性Ube2n敲除小鼠（Ube2nΔHep）。

结果显示，即使未进行特殊饮食诱导，UBE2N缺失小鼠也出现进行性肝脏病变：1月龄出现局灶性坏死，2月龄出现明显炎症，4月龄逐渐形成纤维化。同时，血清ALT、AST及肝脏甘油三酯水平升高。

转录组和Western blot结果进一步发现，UBE2N缺失显著增强细胞凋亡、焦亡及程序性坏死相关信号，提示其能够诱导整合性炎症细胞死亡——PANoptosis。

图2. 肝细胞UBE2N缺失诱导肝损伤和PANoptosis。

• (A) 肝细胞特异性UBE2N敲除效率；

• (B-C) 血清ALT、AST及肝脏TG水平；

• (D) 肝脏大体形态和H&E染色；

• (E-G) 炎症因子表达、转录组及KEGG富集分析；

• (H-I) PANoptosis相关基因与蛋白表达。

3. UBE2N缺失破坏线粒体稳态并损害线粒体呼吸功能（Fig. 3）

为探究UBE2N缺失引发肝损伤的原因，作者进一步开展转录组、蛋白质组及线粒体功能分析。

结果发现，UBE2N缺失后，大量线粒体相关蛋白表达降低，脂肪酸氧化及线粒体功能相关通路受到抑制。MitoTimer检测显示，老化线粒体积累增加，新生线粒体减少；电镜观察发现线粒体碎片化明显。

Seahorse分析进一步证实，UBE2N缺失使线粒体基础呼吸、最大呼吸及呼吸储备能力下降，说明UBE2N对于维持线粒体更新与正常代谢功能至关重要。

图3. UBE2N参与维持线粒体完整性和呼吸功能。

• (A-C) 蛋白质组、转录组及GO富集分析；

• (D-E) MitoTimer检测线粒体更新和老化；

• (F) 透射电镜观察线粒体形态；

• (G) 线粒体相关基因表达；

• (H-K) Seahorse检测线粒体氧耗率及呼吸功能。

4. UBE2N通过促进PARKIN相关泛素化增强线粒体自噬（Fig. 4）

考虑到UBE2N主要介导K63连接泛素化，作者进一步研究其在线粒体自噬中的作用。

实验发现，UBE2N过表达能够增强受损线粒体的K63连接泛素化，并促进PARKIN向线粒体募集；而PARKIN敲除可削弱这一作用。

通过Mt-Keima线粒体自噬报告系统发现，UBE2N敲除显著抑制线粒体自噬，而UBE2N过表达则明显增强线粒体自噬。这些结果说明UBE2N可通过PARKIN相关泛素化过程促进受损线粒体清除。

图4. UBE2N通过调节线粒体自噬维持线粒体稳态。

• (A-C) K63连接泛素化及PARKIN线粒体募集；

• (D-E) 线粒体自噬相关蛋白变化；

• (F-G) Mt-Keima荧光成像评价线粒体自噬；

• (H-I) 流式细胞术定量分析线粒体自噬水平。

5. UBE2N缺失显著加重饮食诱导的MASH及肝纤维化（Fig. 5）

作者进一步采用西方饮食（WD）和高脂饮食（HFD）模型，验证UBE2N对MASH进展的影响。

在WD喂养8周后，与对照小鼠相比，Ube2nΔHep小鼠出现更严重的脂肪变性、肝脏炎症和胶原沉积，伴随ALT、AST及肝脏TG升高。炎症、纤维化和脂质合成相关基因上调，而线粒体相关基因及脂肪酸氧化能力下降。

值得注意的是，在主要表现为单纯脂肪变性的HFD模型中，UBE2N缺失同样加重肝损伤并诱导MASH相关病理改变。

这提示UBE2N不仅参与肝脏脂质代谢，还可能影响单纯脂肪变性向MASH的疾病转变。

图5. UBE2N缺失促进饮食诱导的MASH进展。

• (A-C) 小鼠体重、肝重及肝脏大体形态；

• (D) H&E、Sirius Red及BODIPY染色；

• (E-F) 血清ALT、AST及肝脏TG水平；

• (G-J) 炎症、纤维化、脂质代谢及线粒体相关基因表达；

• (K-L) 线粒体脂肪酸氧化能力检测；

• (M-R) HFD模型中的肝损伤、脂质沉积及相关基因变化。

这是全文最核心的机制发现。

作者发现，UBE2N缺失导致p62在胞质中异常积累，而其在线粒体中的分布减少。免疫共沉淀实验表明，UBE2N能够促进PARKIN介导的p62 K63连接泛素化。

进一步通过位点突变发现，p62蛋白的Lys420（K420）是UBE2N调控其K63连接泛素化的关键位点。K420R突变使p62泛素化及线粒体定位减少，并削弱线粒体自噬。

研究揭示了p62的双重作用：线粒体中的p62促进线粒体自噬，而胞质中异常积累的p62则与PANoptosis增强相关。

图6. UBE2N通过PARKIN介导的p62泛素化调节线粒体自噬和PANoptosis。

• (A-B) p62表达及线粒体/胞质分布；

• (C-E) UBE2N与p62相互作用及K63连接泛素化；

• (F) p62-K420R突变验证关键泛素化位点；

• (G-I) PARKIN参与p62泛素化的机制验证；

• (J-K) Mt-Keima检测p62突变对线粒体自噬的影响；

• (L) PANoptosis相关蛋白检测；

• (M) UBE2N–PARKIN–p62机制示意图。

7. p62异常积累通过NRF2过度激活促进PANoptosis和MASH进展（Fig. 7）

为了验证p62在UBE2N缺失引起肝损伤中的作用，作者构建了肝细胞特异性Ube2n/Sqstm1双基因敲除小鼠。

结果发现，与单独敲除Ube2n相比，进一步敲除Sqstm1能够显著降低ALT、AST及肝脏TG，改善脂肪变性、炎症和纤维化，并减轻PANoptosis。

机制分析发现，UBE2N缺失导致胞质p62积累并引起NRF2持续过度激活。NRF2抑制剂ML385能够减弱PANoptosis，而表达持续活化的NRF2突变体则进一步加重WD诱导的MASH。

这一发现说明，NRF2并非在所有情况下均发挥保护作用，其持续过度激活也可能促进肝细胞损伤。

图7. p62缺失通过抑制NRF2过度激活缓解MASH。

• (A-C) 双基因敲除小鼠体重、肝重及肝损伤指标；

• (D-H) 肝组织病理、炎症及纤维化评价；

• (I-K) NRF2及其下游靶基因表达；

• (L) NRF2抑制干预与PANoptosis蛋白检测。

8. 肝细胞靶向过表达UBE2N可预防MASH进展（Fig. 8）

为评估UBE2N的干预潜力，研究团队利用AAV8-TBG-Ube2n载体在小鼠肝细胞中过表达UBE2N，随后给予WD喂养16周。

结果显示，UBE2N过表达显著降低肝重、ALT、AST及肝脏TG水平，并改善葡萄糖耐量和胰岛素敏感性。组织学分析显示肝脏脂质沉积、炎症和纤维化明显减轻，同时PANoptosis相关蛋白表达下降。

这一结果为靶向UBE2N改善MASH提供了体内实验依据。

需要注意的是，该实验在WD诱导前即进行UBE2N过表达，因此主要验证其预防MASH发生发展的作用，尚不能直接证明对已形成MASH的治疗效果。

图8. AAV8介导的UBE2N过表达改善WD诱导的MASH。

• (A-C) AAV8干预流程及UBE2N表达验证；

• (D-E) 体重、肝重及血清生化指标；

• (F-G) 葡萄糖耐量与胰岛素耐量实验；

• (H-K) 肝脏组织学染色及TG定量；

• (L-N) 炎症、脂质代谢和纤维化相关基因表达；

• (O) PANoptosis相关蛋白表达。

9. THAP11可能是MASH中UBE2N表达下调的上游调控因子（Extended Data Fig. 10）

最后，研究团队进一步追溯UBE2N表达下降的上游原因。

通过转录因子筛选发现，THAP11在人类MASH肝组织及WD诱导的小鼠肝脏中表达降低。使用siRNA敲低THAP11后，UBE2N的mRNA和蛋白水平均明显下降；ChIP-seq数据进一步显示THAP11在UBE2N启动子区域富集。

这些结果提示，MASH相关代谢应激可能通过下调THAP11，抑制UBE2N转录表达，进而影响p62泛素化、线粒体自噬和炎症性细胞死亡。

扩展图10. THAP11参与调节UBE2N表达及MASH进展。

• (A-C) 上游转录因子筛选及THAP11表达分析；

• (D-E) THAP11敲低后UBE2N表达变化；

• (F) ChIP-seq分析THAP11与UBE2N启动子区域的关联；

• (G) UBE2N–p62信号轴调控MASH的机制示意图。

✍研究核心亮点

亮点一：发现UBE2N是MASH进展的重要保护性因子。通过人类临床样本、基因敲除小鼠和过表达实验，建立了UBE2N与肝损伤及纤维化之间的功能联系。

亮点二：揭示p62亚细胞定位决定其不同生物学功能。UBE2N通过PARKIN介导的K63泛素化，调控p62在线粒体自噬与PANoptosis中的双重作用。

亮点三：发现持续性NRF2过度激活可能加重MASH。揭示了胞质p62积累、NRF2异常激活及PANoptosis之间的机制联系。

亮点四：提出UBE2N–p62信号轴作为潜在治疗靶点。双基因敲除和AAV8过表达实验提供了功能性验证，为后续药物开发提供了新的研究方向。

核心机制链：

THAP11↓ → UBE2N↓ → PARKIN介导的p62 K63泛素化↓ → 线粒体自噬受损 + 胞质p62积累 → NRF2过度激活 → PANoptosis↑ → MASH及肝纤维化加重。

【贡献】★★★★★

1. 发现MASH发生发展的新型保护因子

首次系统揭示UBE2N在MASH进展中的保护作用，证实其缺失可加重肝脏脂质沉积、炎症及纤维化，为理解MASH的分子病理机制提供了新的研究方向。

2. 揭示线粒体自噬与PANoptosis之间的分子联系

阐明UBE2N通过PARKIN介导的p62 K63连接泛素化，调控p62亚细胞定位，从而协调线粒体自噬与PANoptosis，揭示了细胞质量控制和炎症性细胞死亡之间的新机制。

3. 拓展对NRF2信号通路作用的认识

发现胞质p62异常积累可引起NRF2持续过度激活，进而促进PANoptosis和MASH进展，提示NRF2的作用具有情境依赖性，并非持续激活就一定具有保护作用。

4. 提供MASH治疗的潜在干预靶点

通过肝细胞特异性基因敲除、双基因敲除及AAV8介导的UBE2N过表达实验，验证了UBE2N–p62信号轴的干预潜力，为MASH及肝纤维化的靶向治疗提供了临床前研究依据。

总体而言，本研究的重要贡献在于建立了“UBE2N–p62泛素化–线粒体自噬/PANoptosis–MASH进展”的分子机制链条，将蛋白质泛素化、线粒体质量控制与炎症性细胞死亡有机联系起来，为MASH的机制研究和靶向干预提供了新思路。

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