近日,中南大学湘雅医院药学部助理研究员/博士后戴永国(原为武汉大学基础医学院2018级硕士/2021级博士研究生)和武汉大学中南医院2017级临床医学八年制学生卢正杰(现为重庆医科大学附属第一医院消化内科医师/博士后)为共同第一作者,武汉大学基础医学院药理学系汪晖教授为唯一通讯作者,在国际顶级医学期刊《信号转导与靶向治疗》(Signal Transduction and Targeted Therapy, 中科院医学1区Top,IF=52.7)发表题为“Serpina3c protects against metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease in offspring induced by prenatal prednisone exposure”的原创性研究成果。该研究证实了孕期强的松暴露(prenatal prednisone exposure, PPE)可导致子代肝脏糖、脂代谢功能紊乱及MASLD易感,并对其发生机制和防治靶点进行了充分解读。
代谢功能障碍相关脂肪性肝病(metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD),曾用名非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD),已是全球最常见的慢性肝病之一,影响了全球约30%的人口。几十年来,人们一直认为MASLD主要是由遗传易感性引起的,然而这并不能解释疾病的可变严重程度及其结果,这提示MASLD是一种多因素疾病。越来越多的证据支持MASLD具有发育起源。强的松(prednisone),又称泼尼松,是怀孕期间最常用的一种口服糖皮质激素。JAMA等杂志上的多项研究表明孕期使用强的松存在不良后果,包括感染、早产、生化流产和子代口腔裂隙的风险增加。此外,Science杂志上的研究表明,人类和动物孕期强的松暴露(prenatal prednisone exposure, PPE)会导致胎儿宫内发育迟缓,并指出出生体重减轻是因暴露强的松所致,而非母体的疾病或功能失调所引起。动物研究也表明,PPE可导致子代大脑、肾脏、关节软骨和生殖器官等发育和功能异常。然而,PPE是否会影响子代MASLD易感/发生以及如何进行防治,目前尚不清楚。

在这项研究中,作者团队基于临床人群强的松使用情况来对怀孕的啮齿动物(大鼠和小鼠)进行全孕期模拟给药,随后观察PPE子代出生前后肝脏糖、脂代谢功能和成年后MASLD表型,并进一步探讨其潜在宫内编程机制和干预治疗靶标。结果发现,PPE可导致子代出生前、后肝脏葡萄糖摄取和脂肪酸氧化功能降低;在高脂饮食(HFD)下,PPE可引起成年子代出现更加典型的MASLD,且雄性更为严重。RNA-seq筛选和实验验证结果表明,PPE组出生前、后肝脏组织Serpina3c表达持续降低,且低表达的Serpina3c可导致糜酶 (chymase) 依赖性的血管紧张素Ⅱ (Ang Ⅱ) 生成增加,继而激活其受体AT1R导致MASLD易感。进一步发现,肝脏Serpina3c低表达编程与宫内活性代谢产物强的松龙激活糖皮质激素受体(GR)-组蛋白去乙酰化酶3(HDAC3)信号引起Serpina3c启动子区H3K27ac水平降低有关。最后表明,出生后早期过表达Serpina3c可明显逆转PPE子代肝脏chymase-AngⅡ-AT1R通路激活,显著改善HFD下肝脏糖、脂代谢功能紊乱和MASLD易感。
综上,该研究首次发现PPE可导致子代肝脏葡萄糖、脂质代谢功能紊乱及成年MASLD易感。进一步证实其具体发生机制为:PPE通过活性代谢产物强的松龙激活肝脏GR-HDAC3信号,诱导Serpina3c启动子区H3K27ac水平及表达降低并延续至出生后,进而使chymase-Ang Ⅱ-AT1R通路持续激活导致脂肪酸氧化和葡萄糖摄取功能降低,引起子代肝脏糖、脂代谢功能紊乱和成年后MASLD易感。最后证明出生后早期肝脏过表达Serpina3c能够有效改善PPE子代成年MASLD易感。本研究揭示了PPE所致子代MASLD易感的编程机制,并确定Serpina3c可作为防治PPE子代MASLD易感的潜在防治靶标和早期预警标志物。

该研究受到国家重点研发计划(No. 2020YFA0803900)、国家自然科学基金(No. 82030111)等项目的资助。
