基因敲除小鼠:特异性敲除肝细胞中的URII蛋白(一种调控谷氨酰胺合成酶GS的分子),观察肝脏再生速度的变化。
单细胞测序:分析不同区域肝细胞的基因表达特征,锁定关键信号通路。
代谢组学:追踪谷氨酸在血液和肝脏中的动态变化,及其对巨噬细胞的影响。
骨髓移植:将高谷氨酸小鼠的骨髓移植到再生能力弱的个体中,验证巨噬细胞的核心作用。
URII蛋白的“刹车"作用:
中央静脉周围的肝细胞高表达URII蛋白,它能激活谷氨酰胺合成酶(GS),将谷氨酸转化为谷氨酰胺。当URII被敲除时,谷氨酸水平飙升,
肝脏再生速度显着加快(比正常小鼠快2倍以上)。
巨噬细胞的“代谢变身":
升高的谷氨酸被巨噬细胞吸收后,通过代谢产生α-酮戊二酸,进而稳定贬滨贵1α蛋白(缺氧诱导因子)。贬滨贵1α像“指挥官"一样,
激活巨噬细胞分泌WNT3信号分子。
YAP1通路启动肝细胞增殖:
WNT3信号作用于肝细胞,触发YAP1蛋白入核,启动细胞增殖程序。这一过程不依赖经典的β-肠补迟别苍颈苍通路,
揭示了全新的再生调控机制。
谷氨酸的“蝉丑耻补苍驳刃剑"效应:
低浓度谷氨酸(1%)可显着促进再生,但浓度超过5%时,巨噬细胞功能受损,反而不利修复。
这为临床应用划定了安全范围。
肝硬化与肝切除患者:
肝硬化患者肝脏谷氨酸水平偏低,补充谷氨酸或抑制URII/GS通路,可激活巨噬细胞,促进功能恢复。动物实验中,
谷氨酸治疗使肝硬化小鼠存活率提高50%。
肝移植的辅助策略:
在90%肝切除的小鼠中,谷氨酸联合门静脉分流术可避免肝功能衰竭,为终末期肝病提供新思路。
药物开发靶点:
靶向URII蛋白的小分子抑制剂、WNT3激动剂等,可能成为未来肝再生治疗的核心药物。
参考文献
Rigual MDM, Angulo-Aguado M, Zagorac S, ?lvarez-Díaz R, Benítez-Mondéjar M, Yi F, Martínez-Garay C,
Santos-de-Frutos K, Kim E, Campos-Olivas R, Djouder N. Macrophages harness hepatocyte glutamate to
boost liver regeneration. Nature. 2025 Mar 26. doi: 10.1038/s41586-025-08778-6. Epub ahead of print.
PMID: 40140584.