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非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是一种无过量饮酒史，而以肝实质细胞脂肪变性和脂肪贮积为特征的遗传-环境-代谢应激相关性临床病理综合征。它是目前最常见的慢性肝病之一，此前有研究阐明其与肝脏中的脂肪堆积（脂肪变性）有关，而患者脂肪变性的确切机制尚不完全清楚。
近日，美国堪萨斯大学医学部倪红敏教授的课题组发现，VMP1蛋白的缺乏会损害肝脏的脂肪分泌与代谢，因而可能导致非酒精性脂肪性肝病的进展。
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研究背景：
液泡膜蛋白1(VMP1)是一种内质网(ER)跨膜蛋白，调节自噬体和脂滴的形成。最近的研究表明，VMP1在斑马鱼和培养细胞的脂蛋白分泌中起关键作用。
然而，VMP1在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)和非酒精性脂肪性肝炎(NASH)中调节脂蛋白分泌和脂质积累的病理生理作用和机制尚不清楚。
研究方法：
通过将Vmp1flox或Vmp1KI小鼠与白蛋白-Cre小鼠杂交或注射AAV8-TBG-cre，分别产生了肝脏特异性和肝细胞特异性的Vmp1基因剔除小鼠以及Vmp1基因敲入小鼠。结合代谢组和转录组分析，对这些小鼠的脂质和能量代谢进行了表征。
研究结论：
研究者的结果为VMP1在NAFLD/NASH发病机制中调节肝脏磷脂合成和脂蛋白分泌的作用提供了新的见解。
研究结果
1、肝细胞特异性缺失VMP1导致小鼠肝脏脂质堆积
为了研究VMP1在小鼠中的生理功能，给Vmp1flox小鼠注射AAV8-TBG-null或AAV8-TBG-cre1、2和4周。
注射AAV后4周的HVMP1KO小鼠具有相似的能量消耗和呼吸交换比，但与H-WT小鼠相比，活动和瘦质量显著下降，表明小鼠的疾病可能导致体重下降。
而雄性和雌性H-VMP1KO小鼠在肝体重比、肝甘油三酯和胆固醇水平方面都表现出相似的增加。
最终的数据表明，VMP1在调控小鼠肝脏脂质平衡方面起着关键作用，Vmp1的缺失会导致小鼠肝脏中脂质的积累。
图1.肝脏VMP1的缺失导致小鼠脂肪变性
2、肝细胞Vmp1的缺失会损害小鼠的脂蛋白分泌
与对照组相比，INH-VMP1KO和L-VMP1KO小鼠静脉注射Tyloxapol阻断脂肪分解和吸收循环中富含TG的脂蛋白后，血清TG和TG分泌水平显著降低。
在H-VMP1KO小鼠中，VMP1和ApoB蛋白的恢复可能是由于VMP1未被CRE充分删除的细胞的代偿性增殖所致。最终的数据表明，肝脏VMP1的缺失会损害VLDL的分泌和肝脏自噬。
图2.肝细胞特异性和肝脏特异性Vmp1KO小鼠的TG和脂蛋白分泌量减少
3、肝细胞缺失Vmp1会降低磷脂的水平，改变磷脂的脂肪酰基链组成，减少脂肪酸的β-氧化作用
脂质组学分析显示，H-Vmp1KO小鼠肝脏中的肝磷脂水平明显下降，而鞘脂和中性脂质则显著增加。H-VMP1小鼠肝脏中含有亚油酰基和花生四烯酰基链的几种PE也明显减少。
研究结果表明，FA氧化受损而不是新的脂肪生成可能导致HVmp1KO小鼠的肝脏脂肪变性。
图3.肝细胞中VMP1的缺失导致磷脂减少和脂肪酸b-氧化受损
4、小鼠肝细胞中的Vmp1缺失导致NASH的发生
H-Vmp1KO小鼠血清中的ALT和总胆红素水平以及肝脏caspase-3活性和裂解caspase-3都有所增加。炎症和纤维化的增加也与研究者们的转录组分析结果一致，因为两者都是H-Vmp1KO小鼠肝脏中上调最多的基因之一。
此外，与L-WT小鼠相比，L-VMP1KO小鼠血清ALT水平升高，肝脏Caspase-3活性升高。这些结果表明，肝细胞特异性缺失VMP1导致肝脏脂肪变性进展为NASH。
图4.H-Vmp1KO小鼠发生NASH
5、恢复Vmp1能促进VLDL的分泌并减弱H-Vmp1KO小鼠的NASH
H-Vmp1KO小鼠血清TG和胆固醇水平的降低完全得到恢复，当Vmp1恢复后，血清胆固醇水平进一步上升。
快速蛋白液相色谱分析表明，H-Vmp1KO小鼠的VLDL-TG水平大幅下降，在恢复Vmp1后，H-Vmp1KO小鼠的VLDL-TG水平进一步提高。
这些结果表明，恢复Vmp1可以改善受损的VLDL分泌以及小鼠的NASH。
图5.在Vmp1KO小鼠中恢复VMP1可以改善VLDL的分泌，消除肝脏脂肪变性与肝损伤
6、VMP1的减少与人类非酒精性脂肪肝有关，VMP1的过度表达可改善饮食引起的小鼠NASH
免疫印迹和免疫组化分析显示，VMP1在人类NAFLD和NASH的肝脏中减少，NAFLD和NASH被组织学分析证实。
与以前的报告一致，CDAHFD喂养的小鼠出现了典型的NASH，并且肝脏蛋白和VMP1的mRNA水平下降。
VMP1的过量表达明显缓解了CDAHFD诱导的肝脏PC和PE水平下降，以及脂肪变性和VLDL分泌受损。
图6.人类非酒精性脂肪肝中VMP1的减少和VMP1的过度表达减轻了小鼠饮食诱导的脂肪变性
研究总结
研究者发现H-VMP1KO小鼠VLDL分泌严重受损，导致肝脏脂肪变性，并进一步发展成NASH。
当然，由于电镜切片只反映了一个单一的切片，这些切片中不存在的某些部分可能不会被Er双层覆盖。将来可能需要3D电子显微镜来进一步证实这些结果。
总而言之，研究者的结果表明，肝脏VMP1的缺乏会损害VLDL的分泌和自噬作用，zuih导致NASH。
通过人类全基因组关联研究，已经发现VMP1基因的内部单核苷酸多态性关联，并与总胆固醇、甘油三酯水平的增加或脂蛋白相关的磷脂酶A2水平的降低有关。
并未通过靶向VMP1预防心血管疾病和动脉硬化的潜在战略提供了新的见解。
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