Nature Aging (IF=19.5) I 靶向BAZ2B：破解肝臟衰老驅動MASH纖維化的表觀遺傳樞紐! (蔡時青/涂傳濤-中國科學院腦科學與智...

2025年5月19日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心蔡時青團隊聯(lián)合復旦大學附屬上海市公共衛(wèi)生臨床中心涂傳濤團隊、復旦大學附屬中山醫(yī)院等在Nature Aging（中科院醫(yī)學1區(qū)-TOP期刊，IF=19.5）在線發(fā)表題為 “Targeting the chromatin remodeler BAZ2B mitigates hepatic senescence and MASH fibrosis” 的研究論文。該研究聚焦“肝臟衰老—肝細胞衰老—MASH纖維化”之間的內在聯(lián)系，揭示染色質重塑因子 BAZ2B 通過抑制 PPARα介導的脂質代謝通路，推動肝細胞衰老、代謝紊亂及纖維化進展，為MASH纖維化干預提供了新的表觀遺傳治療方向。

隨著年齡增長，肝臟對代謝壓力的耐受能力逐漸下降，老年人群更容易發(fā)生代謝功能障礙相關脂肪性肝炎及纖維化。然而，衰老究竟如何驅動MASH從脂質沉積走向炎癥和纖維化，一直缺乏清晰的分子解釋。本研究從表觀遺傳調控切入，發(fā)現BAZ2B在自然衰老肝臟和MASH肝臟中顯著升高，尤其集中出現在病灶區(qū)域的一部分肝細胞中，提示其可能是連接肝臟衰老與MASH病理進展的關鍵節(jié)點。

研究團隊首先在人類MASLD/MASH肝組織及公開單細胞數據中發(fā)現，BAZ2B表達在患者肝臟中明顯上調，并與肝細胞衰老相關特征相伴出現。隨后在自然衰老小鼠、CDAHFD誘導MASH模型和HFHCD誘導MASH模型中進一步驗證：敲除或肝細胞特異性敲低Baz2b后，小鼠肝細胞衰老標志物下降，脂質沉積、炎癥浸潤、膠原沉積和肝纖維化均得到緩解，ALT、AST等肝損傷指標也明顯改善。換言之，BAZ2B不是單純的伴隨變化，而是推動肝臟衰老表型和MASH纖維化進展的重要“加速器”。

機制上，研究進一步鎖定了 BAZ2B–PPARα–脂質代謝軸。PPARα是肝臟脂肪酸轉運和β氧化的重要調控因子，但在衰老和MASH狀態(tài)下其功能受到抑制。研究發(fā)現，BAZ2B可直接結合PPARα相關代謝基因的啟動子區(qū)域，降低染色質開放性，并抑制這些基因表達，最終導致脂質代謝障礙、肝細胞衰老和纖維化加重。當敲低Baz2b后，PPARα信號被重新激活，肝臟代謝狀態(tài)得到改善；而進一步敲低Pparα則會削弱Baz2b缺失帶來的保護作用，說明PPARα通路是BAZ2B發(fā)揮促纖維化作用的重要下游機制。

該研究的亮點在于，它不僅解釋了“為什么衰老肝臟更容易走向MASH纖維化”，還提出了一個具有轉化潛力的新思路：與其單純清除脂肪或抑制炎癥，不如從上游重塑肝細胞的衰老狀態(tài)和染色質結構。由于表觀遺傳調控具有一定可逆性，靶向BAZ2B有望成為延緩肝臟衰老、阻斷MASH炎癥纖維化進展的新策略。

總體來看，這項研究將MASH纖維化的病理機制從“代謝異常”進一步推進到“衰老驅動的表觀遺傳失衡”層面，明確提出BAZ2B是肝細胞衰老和纖維化進展中的關鍵調控因子。未來，若能開發(fā)安全有效的BAZ2B抑制劑或肝臟靶向干預手段，或將為MASH及老年相關慢性肝病治療帶來新的突破口。

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【摘要】

隨著年齡增長，肝臟更容易發(fā)生伴有纖維化的代謝功能障礙相關脂肪性肝炎（MASH）。闡明衰老、肝臟中衰老細胞的出現以及 MASH 纖維化之間復雜的相互作用，對于開發(fā)治療方法至關重要。本文報道了一種將肝臟衰老與 MASH 纖維化聯(lián)系起來的表觀遺傳機制。研究發(fā)現，染色質重塑因子 BAZ2B 在一部分肝細胞（HEPs）中上調，并與患者的 MASH 病理改變相關。在小鼠中，遺傳性敲除 Baz2b 或肝細胞特異性敲低 Baz2b，可通過維持過氧化物酶體增殖物激活受體 α（PPARα）介導的脂質代謝，減輕肝細胞衰老和 MASH 纖維化；而這一脂質代謝過程在自然衰老和 MASH 小鼠肝臟中均受到損害。機制上，Baz2b 通過直接結合 PPARα 信號通路相關基因的啟動子區(qū)域并降低染色質可及性，從而下調這些基因的表達。因此，本研究揭示了 BAZ2B–PPARα–脂質代謝軸是連接肝臟衰老與 MASH 纖維化的重要環(huán)節(jié)，并提示 BAZ2B 可能成為治療肝細胞衰老和肝纖維化的潛在靶點。

01

研究背景及科學問題

在包括代謝功能障礙相關脂肪性肝病（MASLD）在內的慢性肝病中，衰老和細胞衰老所發(fā)揮的作用是一個相對較新的研究領域。MASLD 可進展為伴有纖維化的代謝功能障礙相關脂肪性肝炎（MASH）。既往研究顯示，肝臟中的衰老細胞在伴纖維化 MASH 的發(fā)生和進展中具有重要作用；這種疾病在老齡人群中越來越常見，而目前治療選擇仍然有限。因此，理解衰老、細胞衰老與 MASH 纖維化之間內在的分子聯(lián)系，對于開發(fā)有效的 MASH 治療策略尤為關鍵。然而，與衰老相關的分子和細胞事件究竟如何影響 MASH 進展，目前仍很大程度上尚不清楚。

肝臟衰老過程主要受到轉錄網絡變化的影響，并導致代謝功能障礙、慢性炎癥和細胞衰老；這些衰老標志均是 MASH 的重要危險因素。表觀遺傳調控因子可在不改變 DNA 序列的情況下影響基因表達，因而是環(huán)境因素與細胞內信號之間的分子橋梁。在衰老肝臟和 MASH 肝臟中，已經觀察到核小體定位、DNA 甲基化和組蛋白修飾等異常表觀遺傳變化。因此，同時發(fā)生于衰老肝臟和 MASH 肝臟中的表觀遺傳變化，可能是年齡依賴性轉錄改變的重要原因，并使衰老肝臟更易發(fā)生脂肪變性、炎癥和纖維化。近來有研究表明，表觀遺傳重編程能夠逆轉早衰小鼠的衰老表型并延長其壽命。因此，識別那些在衰老肝臟和 MASH 肝臟中共同介導表觀遺傳變化的關鍵調控因子，不僅有助于從機制上理解衰老如何影響肝臟病理，也有助于發(fā)現新的藥物靶點，用于逆轉肝臟表觀遺傳衰老并治療脂肪性肝炎和纖維化。

我們此前發(fā)現，溴結構域鄰近鋅指結構域蛋白 2B（BAZ2B）是核仁重塑復合體的組成成分，在調節(jié)年齡依賴性體重增加和認知下降方面具有關鍵作用。有研究還報道 Baz2b 是哺乳動物肝再生的調控因子。肝臟是調控機體能量代謝的關鍵器官，因此我們提出，Baz2b 可能參與肝臟衰老，并促進與代謝功能障礙相關的肝臟病理改變。本研究發(fā)現，Baz2b 在衰老和 MASH 肝臟中上調，并可直接結合脂質和葡萄糖代謝相關基因的啟動子區(qū)域。隨后，Baz2b 降低染色質可及性并抑制其結合基因的表達，其中包括參與 PPARα 介導的脂質代謝通路的基因；該通路在自然衰老肝臟和 MASH 肝臟中均被下調。敲低 Baz2b 能夠使衰老肝細胞呈現年輕化特征，并通過上調 PPARα 信號通路減輕肝臟脂肪變性、炎癥和纖維化。因此，本研究揭示了 BAZ2B–PPARα–脂質代謝信號軸是連接肝臟中表觀遺傳調控、衰老與 MASH 纖維化的關鍵分子通路。研究結果還提供了明確證據，說明使肝細胞年輕化可能成為治療慢性肝病的有效策略。

02

重要發(fā)現及亮點

Baz2b 促進年齡相關的肝臟病理改變

我們此前的數據顯示，Baz2b 能夠調控線粒體功能，并在調節(jié)年齡依賴性體重增加中發(fā)揮關鍵作用。因此，我們首先考察 Baz2b 是否調節(jié)雄性小鼠衰老過程中的機體代謝。與年輕小鼠相比，衰老小鼠表現出吸收氧氣體積（VO?）和釋放二氧化碳體積（VCO?）降低，呼吸交換率（RER，即 VCO? 與 VO? 的比值）也降低。這些結果與既往關于小鼠衰老過程中整體代謝譜發(fā)生變化的觀察一致。值得注意的是，與同齡野生型（WT）小鼠相比，衰老 Baz2b?/? 小鼠在暗周期中的 RER 顯著更高，提示衰老 Baz2b?/? 小鼠具有更接近年輕狀態(tài)的代謝譜。尤其值得注意的是，衰老 Baz2b?/? 小鼠代謝改善并非由自發(fā)運動增加或飲食限制導致，因為 Baz2b 缺失并不影響衰老小鼠的平均每日攝食量和總體活動量。隨后，我們分析 Baz2b 突變小鼠的葡萄糖代謝譜，發(fā)現與同齡 WT 小鼠相比，衰老 Baz2b?/? 小鼠的葡萄糖代謝顯著改善。相反，在年輕成年小鼠中，Baz2b 缺失并不影響 RER、VO? 或葡萄糖代謝水平，提示 Baz2b 特異性調控年齡相關的機體代謝變化。

肝臟是維持機體穩(wěn)態(tài)的關鍵代謝器官。接著我們詢問 Baz2b 是否影響肝臟的代謝和功能。通過免疫印跡、定量 PCR 和 RNAscope 原位雜交分析，我們發(fā)現 Baz2b 在自然衰老小鼠肝臟中的表達水平顯著升高。從 Baz2b?/? 小鼠肝臟中分離的線粒體活性顯著高于同齡 WT 小鼠，提示 Baz2b 調節(jié)肝臟能量代謝。令人關注的是，與同齡 WT 小鼠相比，衰老 Baz2b?/? 小鼠肝臟中衰老細胞數量減少；這些細胞通過衰老相關 β-半乳糖苷酶（SA-β-gal）、p16 和 p21 染色進行表征。細胞衰老會促進年齡相關組織退變和脂肪積累，因此 Baz2b 缺失可減輕年齡相關肝臟表型。事實上，蘇木精-伊紅（H&E）染色和油紅 O（ORO）染色顯示，衰老 WT 小鼠肝臟存在異常脂肪沉積；H&E 染色可顯示肝臟細胞和組織結構細節(jié)，ORO 染色可標記中性脂質和甘油三酯。而衰老 Baz2b?/? 小鼠肝臟中的脂質沉積明顯更少，說明 Baz2b 缺失能夠消除年齡相關肝脂肪變性。因此，衰老 Baz2b?/? 小鼠的體重和肝重均下降，盡管同齡 Baz2b?/?、Baz2b+/? 與 WT 小鼠的肝重/體重比相當。我們還觀察到，自然衰老 WT 小鼠肝臟中存在輕度炎性細胞浸潤和輕度膠原積累，后者由 Sirius Red 染色以及活化肝星狀細胞標志物 α-平滑肌肌動蛋白（αSMA）免疫染色顯示；而刪除 Baz2b 可減輕衰老肝臟中的炎癥和膠原積累。另一方面，刪除 Baz2b 并不影響年輕小鼠的這些肝臟表型。綜合來看，這些發(fā)現提示 Baz2b 促進代謝紊亂和年齡相關病理改變。

圖 1｜Baz2b 參與年齡相關肝臟病理改變和代謝功能障礙

a–c，2–3 月齡（年輕）和 18–19 月齡（衰老）WT、Baz2b+/? 與 Baz2b?/? 小鼠的 RER、VCO? 和 VO?。d，腹腔注射葡萄糖后不同時間點的小鼠血糖水平。e，不同年齡 WT 小鼠肝臟中 Baz2b 的免疫印跡和定量分析；蛋白水平歸一化至 24 月齡 WT 小鼠肝臟中的 Baz2b 水平。每組 3 只小鼠，實驗重復 3 次。f、g，衰老 WT、Baz2b+/? 與 Baz2b?/? 小鼠肝切片中 SA-β-gal 組織染色以及 p21、p16 免疫染色，并進行定量分析。h–l，衰老 WT、Baz2b+/? 與 Baz2b?/? 小鼠肝切片 H&E 和 ORO 染色代表圖，以及肝臟評分、脂滴、ORO 陽性區(qū)域和 Sirius Red 陽性區(qū)域的定量分析。g–l，每個個體值為一只小鼠一張肝切片中隨機非重疊視野的平均值；括號中為檢測小鼠數量；每個數據點代表一只小鼠。數據以均值 ± s.e.m. 表示；NS 表示無顯著差異。a–d 采用雙因素方差分析并進行 Dunnett 檢驗；e、g–l 采用單因素方差分析并進行 Dunnett 檢驗。比例尺為 50 μm。

BAZ2B 促進 MASH 的發(fā)生發(fā)展

鑒于衰老相關細胞衰老和代謝功能障礙是 MASLD 和 MASH 的危險因素，我們進一步詢問 BAZ2B 是否參與這類疾病的發(fā)病過程。我們使用 RNAscope 檢測 MASLD 患者肝樣本中 BAZ2B 的表達。結果顯示，在健康對照肝臟中 BAZ2B mRNA 幾乎不可檢測，而在 MASLD 和 MASH 患者肝臟中顯著升高。與這一發(fā)現相一致，對公開肝臟基因表達數據集的分析顯示，與健康對照相比，肥胖、MASLD 和 MASH 患者肝臟中的 BAZ2B mRNA 水平顯著上調。值得注意的是，BAZ2B mRNA 信號在 MASLD 或 MASH 肝臟中的分布并不均一；較高的 BAZ2B mRNA 水平出現在脂肪變性區(qū)域或纖維隔附近的肝細胞中，而非非病灶區(qū)域。

隨后，我們在單細胞水平分析 MASH 患者中 BAZ2B 的表達。通過重新分析來自健康對照和 MASH 患者的人肝單核 RNA 測序數據集，我們識別出 6 類肝細胞群：肝細胞、內皮細胞、星狀細胞、膽管細胞、血管平滑肌細胞和單核細胞。肝細胞進一步分為 hPP、hPC、hInt 和 hMASH 4 個亞群。我們觀察到，只有 hMASH-HEPs 表現出 BAZ2B 表達增強；與健康個體相比，hMASH-HEPs 在 MASH 患者肝臟中所占比例更高，而 MASH 肝臟中其他細胞亞群的 BAZ2B 表達水平并未受到明顯影響。基因集富集分析顯示，與其他肝細胞亞群相比，hMASH-HEPs 中與細胞衰老、免疫和其他生物過程相關的基因富集，這與其促進 MASH 病理改變的關鍵作用一致。進一步分析顯示，在 MASH 患者肝切片的病灶區(qū)域中，BAZ2B mRNA 高表達于部分肝細胞中；這一點可由肝細胞核因子 4α（HNF4α）與 BAZ2B mRNA 探針的雙重染色證明。相比之下，大多數 BAZ2B mRNA 并不與肝星狀細胞標志物 αSMA 或巨噬細胞標志物 CD11b、F4/80 共定位。我們還使用衰老標志物對 BAZ2B mRNA 進行雙重染色，發(fā)現 MASH 患者肝臟中多數 p16 陽性信號（位于細胞核）被 BAZ2B mRNA 信號（位于細胞質）包圍，提示 BAZ2B 與衰老細胞存在相關性。因此，BAZ2B 在一部分肝細胞中的上調可能參與 MASH 的病理進展。

圖 2｜BAZ2B 促進 MASH 的發(fā)生發(fā)展

a，Sirius Red 染色以及 BAZ2B mRNA（紅色）與 αSMA（綠色）共免疫熒光染色代表圖；細胞核用 DAPI（藍色）染色。實驗至少重復 3 次，結果相似。b，健康人肝樣本以及 MASLD 和 MASH 患者肝樣本的 RNAscope 評分分析；每位患者每張切片分析 5 個非重疊視野。c，健康對照、肥胖、MASLD 和 MASH 患者肝臟中 BAZ2B 的轉錄水平。d、e，健康個體與 MASH 患者全部肝細胞簇中 BAZ2B 表達水平的 UMAP 和小提琴圖；編號代表不同細胞類型和亞群。f，與其他肝細胞亞群相比，hMASH-hep 標志基因中最主要的基因本體（GO）條目。g、h，MASH 患者肝切片中 BAZ2B mRNA（紅色）、DAPI 染色細胞核（藍色）以及 HNF4α（綠色）或 αSMA（綠色）共染色代表圖。數據以均值 ± s.e.m. 表示。b、c 采用單因素方差分析并進行 Dunnett 檢驗；e 采用雙側 Wilcoxon 秩和檢驗。比例尺為 20 μm。

為了回答降低 Baz2b 是否能夠逆轉 MASH 病理改變，我們讓 2 月齡小鼠攝入膽堿缺乏、L-氨基酸定義、高脂飲食（CDAHFD）8 周，從而建立 MASH 小鼠模型。我們比較 CDAHFD 飼喂的 WT、Baz2b+/? 和 Baz2b?/? 小鼠肝臟病理改變，發(fā)現三種基因型小鼠在接受 CDAHFD 8 周后肝重/體重比均出現相近幅度升高。值得注意的是，與 MASLD 和 MASH 患者相似，MASH 小鼠肝臟中 Baz2b 表達也較普通飼料對照組升高。細胞衰老主要發(fā)生于肝細胞，而非肝星狀細胞或巨噬細胞。刪除 Baz2b 可降低肝切片中 SA-β-gal、p16 和 p21 等衰老標志物水平，從而減輕 MASH 相關肝細胞衰老，說明 Baz2b 缺失能夠使衰老肝細胞年輕化。

越來越多的證據表明，衰老肝細胞在 MASH 進展中具有中心作用，因為它們會促進肝脂肪變性、炎癥和纖維化。隨后我們詢問，通過刪除 Baz2b 使肝細胞年輕化是否能夠減輕小鼠 MASH 病理改變。ORO 染色顯示，接受 CDAHFD 8 周的 WT 小鼠肝切片總面積超過 50% 被脂滴占據。出乎意料的是，在接受 CDAHFD 8 周后，WT、Baz2b+/? 與 Baz2b?/? 小鼠之間的脂質積累并無差異。由于 CDAHFD 可非常迅速地誘導脂滴沉積，我們進一步檢測了更短時間 CDAHFD 飼喂后小鼠肝臟中的脂質積累。H&E 和 ORO 染色顯示，Baz2b 缺失顯著減少了 CDAHFD 飼喂 2 周誘導的肝臟脂質沉積，說明刪除 Baz2b 能夠減緩脂滴沉積速度。

刪除 Baz2b 的保護作用還得到 H&E 染色結果支持。WT 或 Baz2b+/? 小鼠在接受 CDAHFD 8 周后出現嚴重肝臟炎癥，而 Baz2b?/? 小鼠炎癥程度較輕。此外，Sirius Red 染色和 αSMA 免疫染色顯示，CDAHFD 飼喂 8 周可在 WT 小鼠肝臟中誘導明顯膠原積累、結締組織沉積以及薄層血管周圍纖維化；而 Baz2b?/? 小鼠在同樣飲食處理后膠原積累顯著減少。與這些觀察一致，CDAHFD 飼喂的 Baz2b?/? 小鼠肝臟中炎癥標志物（CD11b、F4/80、CXCL1、CCL2、IL1β 和 TNF）以及纖維化標志物（Col1α1、Timp1、Col4α1 和 αSma）的水平更低。相應地，在接受 CDAHFD 8 周的小鼠中，Baz2b 缺失降低了血清丙氨酸轉氨酶（ALT）和天冬氨酸轉氨酶（AST）水平；這兩者是肝細胞損傷的替代指標。

隨后，我們采用另一種 MASH 小鼠模型：讓 2 月齡小鼠接受高脂高熱量飲食（HFHCD），并在飲水中加入高果糖和葡萄糖，持續(xù) 16 周。結果發(fā)現，HFHCD 誘導的 MASH 小鼠肝臟中 Baz2b 表達顯著升高。Baz2b 缺失降低了 HFHCD 飼喂小鼠的體重，但不影響肝重/體重比。同樣，在接受 HFHCD 16 周后，與 WT 小鼠相比，Baz2b?/? 小鼠表現出更低的血清 ALT 和 AST 水平、更少的衰老細胞，以及減輕的肝脂肪變性、炎癥和纖維化。綜上，所有這些數據表明，Baz2b 缺失可阻止 HFHCD 誘導的脂肪性肝炎和纖維化。

圖 3｜Baz2b 缺失減輕 CDAHFD 誘導的 MASH 病理改變

a，WT、Baz2b+/? 與 Baz2b?/? 小鼠接受普通飼料或 CDAHFD 8 周后的體重變化。b、c，SA-β-gal 染色代表圖及 SA-β-gal 陽性區(qū)域定量。d、e，WT、Baz2b+/? 與 Baz2b?/? 小鼠接受普通飼料或 CDAHFD 2 周或 8 周后肝切片 H&E 和 ORO 染色代表圖；紅圈表示炎性細胞浸潤。f–h，脂滴面積、ORO 染色區(qū)域和炎癥評分的定量分析。i、j，肝切片 Sirius Red 染色代表圖及 Sirius Red 陽性區(qū)域定量。k，熱圖顯示肝纖維化和炎癥相關基因表達變化的 qPCR 分析；紅色標示差異表達基因。實驗重復 3 次。l，血清 ALT 和 AST 水平。括號中為檢測小鼠數量；每個數據點代表一只小鼠。數據以均值 ± s.e.m. 表示。c、j、l 采用單因素方差分析并進行 Dunnett 檢驗；f–h 采用單因素方差分析并進行 Tukey 事后檢驗。比例尺為 50 μm。

圖 4｜Baz2b 缺失減輕 HFHCD 誘導的 MASH 病理改變

a，WT、Baz2b+/? 與 Baz2b?/? 小鼠接受普通飼料或 HFHCD 16 周后的體重變化。b，肝重/體重比的定量分析。c，血清 ALT 和 AST 水平。d、e，WT、Baz2b+/? 與 Baz2b?/? 小鼠接受普通飼料或 HFHCD 16 周后肝切片 H&E 和 ORO 染色代表圖；紅圈表示炎性細胞浸潤。f，所示小鼠肝切片 Sirius Red 染色代表圖。g–i，所示小鼠肝切片 SA-β-gal 染色以及 p16、p21 免疫熒光染色代表圖。j，脂滴面積、炎癥評分、ORO 染色區(qū)域、Sirius Red 陽性區(qū)域以及 SA-β-gal、p16 和 p21 陽性衰老細胞的定量分析。括號中為檢測小鼠數量；每個數據點代表一只小鼠。數據以均值 ± s.e.m. 表示。a 采用雙因素方差分析并進行 Tukey 多重比較；b、c、j 采用單因素方差分析并進行 Dunnett 檢驗。比例尺為 50 μm。

Baz2b 通過 PPARα 信號促進肝臟衰老和纖維化

為理解 Baz2b 如何影響肝臟衰老、細胞衰老和 MASH 病理改變，我們研究了在衰老和 MASH 小鼠肝臟中刪除 Baz2b 所誘導的轉錄組變化。與既往觀察一致，我們發(fā)現肝臟中存在顯著的年齡相關轉錄組改變，主要表現為代謝通路和免疫應答相關基因發(fā)生深刻變化。值得注意的是，衰老 WT 小鼠中參與代謝性 PPAR、AMPK 和糖異生通路的基因表達水平降低，而免疫應答相關基因上調；刪除 Baz2b 可通過下調富集于免疫應答過程的基因、并上調聚集于代謝通路的基因，部分逆轉衰老肝臟中的年齡相關轉錄組變化，這些代謝通路包括 Ppar、Ampk 和糖酵解通路。這些發(fā)現與我們觀察到衰老 Baz2b?/? 小鼠具有年輕化代謝譜相一致。

正如預期，CDAHFD 也在肝臟中誘導顯著轉錄組改變，表現為免疫應答相關基因上調，以及脂質代謝相關基因下調，其中包括 PPAR 信號通路。刪除 Baz2b 后，MASH 小鼠中出現 418 個差異表達基因，其中 213 個上調、205 個下調。值得注意的是，Baz2b?/? MASH 小鼠表現為免疫應答下調、PPAR 信號通路基因上調；這種變化也見于自然衰老的 Baz2b?/? 肝臟。

在 4 種 PPAR（PPARα、PPARβ、PPARδ 和 PPARγ）中，PPARα 在肝臟細胞脂質清除中發(fā)揮核心作用。老年人肝臟中已經觀察到 PPARα 功能下調，而且這種下調與 MASLD 和 MASH 的病理改變相關。因此，我們推測 Baz2b 可能下調 PPAR 信號通路。隨后，我們檢測 PPARα 及其下游基因 Acsl1、Acox1 和 Cpt1α 的表達水平，發(fā)現這些基因在衰老和 MASH 小鼠肝臟中均被下調；Baz2b 缺失可逆轉這一趨勢。

為進一步檢驗 PPARα 信號通路是否介導 Baz2b 對肝臟衰老和 MASH 發(fā)病過程的調控作用，我們在 MASH 發(fā)生過程中利用 RNA 干擾特異性抑制肝細胞中 Ppara 的表達。我們使用肝細胞特異性甲狀腺素結合球蛋白（TBG）啟動子驅動對照短發(fā)夾 RNA（shRNA）以及靶向 Ppara 的 shRNA 表達，并使用腺相關病毒 8 型（AAV8）將表達質粒遞送至肝臟。結果顯示，肝細胞特異性表達 Ppara shRNA 成功抑制了 MASH Baz2b?/? 小鼠肝內 Ppara 表達。令人注意的是，在肝細胞中特異性敲低 Ppara 會增加衰老細胞數量、提高炎癥評分、下調 PPARα 介導的代謝通路、上調炎癥和纖維化標志物的表達，并提高血清 ALT 和 AST 水平；但并不影響 Baz2b?/? MASH 小鼠肝臟脂質沉積和肝重/體重比。這些結果說明，肝細胞特異性敲低 Ppara 可在 Baz2b?/? 小鼠中恢復 MASH 樣病理改變，提示 BAZ2B 通過 PPARα 介導的脂質代謝通路促進肝臟衰老和纖維化。

圖 5｜BAZ2B 通過 PPARα 信號通路調控 MASH 發(fā)病過程

a，火山圖顯示 WT 與 Baz2b?/? MASH 小鼠肝臟之間的差異表達基因。b，所示小鼠肝臟中 PPARα、CPT1α 和 ACSL1 蛋白水平的免疫印跡分析；蛋白水平歸一化至 WT 對照小鼠肝臟中相應蛋白水平。實驗重復 3 次。c，代表圖顯示 TBG 驅動的增強型綠色熒光蛋白（eGFP）表達；shNC 為非靶向對照 shRNA，shPpara 為靶向 Pparα 的 shRNA。d，肝細胞特異性敲低 Pparα 后小鼠肝臟 Pparα mRNA 水平定量；Pparα mRNA 水平歸一化至 WT 對照小鼠肝臟水平。e，SA-β-gal 組織染色以及 p21、p16 免疫染色（左）及其定量分析（右）。f、g，H&E 和 Sirius Red 染色代表圖，以及炎癥評分和 Sirius Red 陽性區(qū)域定量；紅圈顯示炎性細胞浸潤。h，熱圖顯示 PPARα 信號通路、纖維化和炎癥相關基因表達變化的 qPCR 分析；實驗重復 3 次，紅色標示差異表達基因。i、j，血清 ALT 和 AST 水平。k，肝細胞特異性敲低 Pparα 后小鼠肝臟脂滴面積定量。括號中為檢測小鼠數量；每個數據點代表一只小鼠。數據以均值 ± s.e.m. 表示。b、c–k 采用單因素方差分析并進行 Dunnett 檢驗。比例尺為 50 μm。

BAZ2B 通過染色質重塑調控 PPARα 信號

由于 BAZ2B 蛋白是一種識別修飾組蛋白尾部并參與染色質重塑的表觀遺傳讀取蛋白，我們進一步詢問 Baz2b 是否通過表觀遺傳機制改變 PPARα 表達。首先，我們在表達 FLAG 標記 BAZ2B 的 AML12 小鼠肝細胞中，使用抗 FLAG 抗體進行染色質免疫沉淀測序（ChIP–seq），從而確定 BAZ2B 的全基因組 DNA 結合區(qū)域。結果顯示，BAZ2B 占據 1,456 個基因的啟動子區(qū)域。其中，與代謝通路相關的基因富集，包括 PPARα 信號通路。

隨后，我們在 CDAHFD 飼喂的 MASH 小鼠肝臟中，利用轉座酶可及染色質測序（ATAC–seq）檢測染色質可及性，并使用 ChIP–seq 檢測活性組蛋白修飾 H3K27ac 和 H3K4me3，從而分析 Baz2b 是否影響染色質可及性。結果發(fā)現，Baz2b 缺失導致一組基因啟動子區(qū)域的活性組蛋白標志 H3K27ac 和 H3K4me3 水平顯著升高，同時染色質可及性也顯著增加。共有 26 個 BAZ2B 結合基因在 CDAHFD 飼喂的 Baz2b?/? 小鼠中同時表現出 H3K27ac、H3K4me3 和染色質可及性水平升高。這些基因參與 PPARα 信號和其他信號通路相關的生物過程，這與 Baz2b?/? 小鼠中這些基因表達水平上調相一致。綜上，這些數據提示 BAZ2B 在肝臟中通過染色質重塑負向調控 PPARα 信號通路。

圖 6｜BAZ2B 通過染色質重塑調控 PPARα 信號

a，ChIP–seq 分析 BAZ2B 在轉錄起始位點（TSS）上下游 3 kb 窗口內的結合區(qū)域；使用表達 FLAG 標記 BAZ2B 的 AML12 肝細胞，并以抗 FLAG 抗體進行檢測。表達空質粒的 AML12 細胞作為對照。b，BAZ2B 占據基因的主要 GO 條目。c，WT 與 Baz2b?/? CDAHFD 飼喂小鼠肝樣本中 H3K27ac ChIP–seq、H3K4me3 ChIP–seq 和 ATAC–seq 的總體分布圖；圖中顯示 3 個生物學重復合并后的結果。d，韋恩圖顯示同時具有 BAZ2B 峰并且在 CDAHFD 飼喂 Baz2b?/? 小鼠中 H3K27ac、H3K4me3 和染色質可及性水平顯著升高的重疊基因。WT 與 Baz2b?/? CDAHFD 飼喂小鼠之間的差異峰通過 DiffBind 識別，并進行 Benjamini–Hochberg 假發(fā)現率校正。e，d 中 26 個重疊基因的主要 GO 條目。f，WT 與 Baz2b?/? CDAHFD 飼喂 MASH 小鼠肝臟中，Pparα、Acsl1、Acadm 和 Gls2 位點的 BAZ2B 結合、H3K4me3、H3K27ac 以及染色質可及性 ChIP–seq/ATAC–seq 圖譜。b、e 使用 DAVID Bioinformatics Resources 進行基因富集分析，并采用 Fisher 精確檢驗進行統(tǒng)計分析。比例尺為 1 kb。

靶向 Baz2b 減輕脂肪性肝炎和纖維化

隨后，我們檢測肝細胞特異性敲低 Baz2b 是否能夠預防年齡相關肝臟病理改變。正如預期，肝細胞特異性表達 Baz2b shRNA 可在衰老（18 月齡）小鼠中成功下調 Baz2b，導致衰老小鼠肝重和體重顯著降低，但不影響肝重/體重比。此外，肝細胞特異性敲低 Baz2b 可防止衰老肝臟中細胞衰老、脂質沉積、炎癥、纖維化以及 PPARα 信號通路下調。這些結果與衰老 Baz2b?/? 小鼠中的觀察一致，表明 Baz2b 直接調節(jié)肝臟衰老；肝細胞特異性靶向 Baz2b 可減輕年齡相關肝臟病理改變。

圖 7｜肝細胞特異性敲低 Baz2b 減輕年齡相關肝臟病理改變

a，代表圖顯示 TBG 驅動的 eGFP 在衰老（18 月齡）小鼠中的表達；這些小鼠肝細胞特異性表達 shNC 或靶向 Baz2b 的 shRNA（shBaz2b），并對衰老小鼠肝臟中 Baz2b 表達進行 qPCR 分析。實驗重復 3 次。b–d，接受 shNC 或 shBaz2b 處理的衰老小鼠體重、肝重以及肝重/體重比的定量分析。e，接受 shNC 或 shBaz2b 處理的衰老小鼠肝切片中 SA-β-gal 組織染色以及 p21、p16 免疫染色（左）及其定量分析（右）。f，接受 shNC 或 shBaz2b 處理的衰老小鼠肝切片 H&E 和 ORO 染色代表圖，并對脂滴和 ORO 陽性區(qū)域進行定量。g，接受 shNC 或 shBaz2b 處理的衰老小鼠肝臟評分分析。h，肝切片 Sirius Red 染色和 αSMA 免疫熒光染色代表圖（左）及其定量分析（右）。i，肝切片 CD11b 和 F4/80 免疫熒光染色代表圖（左）及其定量分析（右）。j，接受 shNC 或 shBaz2b 處理的衰老小鼠中 PPARα 信號通路相關蛋白的免疫印跡分析；蛋白水平歸一化至 shNC 處理小鼠。實驗重復 3 次。括號中為檢測小鼠數量；每個數據點代表一只小鼠。所有數據以均值 ± s.e.m. 表示。a–j 采用雙側 Student t 檢驗。比例尺為 50 μm。

我們進一步研究肝細胞特異性敲低 Baz2b 是否能夠有效預防年輕 MASH 小鼠的病理改變。結果發(fā)現，在接受 CDAHFD 8 周的年輕（2 月齡）小鼠中，肝細胞特異性表達 Baz2b shRNA 成功下調肝臟 Baz2b，并顯著降低肝重/體重比。此外，肝細胞特異性敲低 Baz2b 可防止年輕 MASH 小鼠肝臟中的細胞衰老、脂質沉積和炎癥。因此，在肝臟中特異性靶向 Baz2b 可顯著減輕年輕 MASH 小鼠的肝脂肪變性和炎癥。我們還發(fā)現，肝細胞特異性敲低 Baz2b 能夠有效減少 Sirius Red 染色和 αSMA 免疫染色標記的肝纖維化。與此一致，在 CDAHFD 飼喂小鼠中，隨著肝臟 Baz2b 下調，纖維化相關標志物（Col1α1、Col4α1、Timp1 和 αSma）及炎癥標志物的表達水平顯著降低。因此，抑制肝細胞 Baz2b 表達可恢復肝功能，表現為年輕 MASH 小鼠血清 ALT 和 AST 水平顯著降低。這些發(fā)現表明，肝細胞特異性敲低 Baz2b 可有效減輕年輕 MASH 小鼠的肝纖維化。

接下來，我們檢測抑制肝臟 Baz2b 表達是否也能預防衰老小鼠的 MASH 病理改變。結果發(fā)現，在接受 CDAHFD 8 周的衰老（18 月齡）小鼠中，肝細胞特異性敲低 Baz2b 可減少脂質沉積，而不影響肝重/體重比。該干預還顯著減輕了接受 CDAHFD 8 周的老年小鼠肝臟中的細胞衰老、炎癥和纖維化程度。因此，肝細胞特異性靶向 Baz2b 即使在衰老 MASH 飲食小鼠中，也能防止肝細胞衰老，并減輕肝脂肪變性、炎癥和纖維化。

圖 8｜肝細胞特異性敲低 Baz2b 減輕 MASH 病理改變

a，代表圖顯示 TBG 驅動的 eGFP 在年輕（2–3 月齡）MASH 小鼠肝臟中的表達；這些小鼠肝細胞特異性表達 shNC 或靶向 Baz2b 的 shRNA（shBaz2b）。MASH 小鼠通過 CDAHFD 飼喂 8 周誘導。b–e，所示小鼠肝切片 SA-β-gal 染色以及 p16、p21 免疫熒光染色代表圖，并對 SA-β-gal 陽性區(qū)域、p16 陽性細胞和 p21 陽性細胞進行定量。f，所示小鼠肝切片 H&E、ORO、Sirius Red 染色以及 αSMA 免疫熒光代表圖；紅圈表示炎性細胞浸潤。g–k，脂滴面積、ORO 陽性染色、炎癥評分、Sirius Red 陽性區(qū)域和 αSMA 陽性區(qū)域的定量。括號中為檢測小鼠數量；每個數據點代表一只小鼠的數值。數據以均值 ± s.e.m. 表示。c–e、g–k 采用單因素方差分析并進行 Dunnett 檢驗。比例尺為 50 μm。

【Citation】:Tu, C., Qian, C., Li, S., Lin, D.-Y., Liu, Z.-Y., Ouyang, W.-G., Kang, X.-L., Chen, F., Song, S., & Cai, S.-Q. (2025). Targeting the chromatin remodeler BAZ2B mitigates hepatic senescence and MASH fibrosis.Nature Aging, 5, 1063–1078.

【貢獻】★★★★★

本研究通過分析 MASH 患者和 MASH 雄性小鼠的肝樣本，確定 BAZ2B–PPARα–脂質代謝是連接肝臟衰老與 MASH 纖維化的分子紐帶。表觀遺傳重塑因子 Baz2b 通過降低肝臟中相關基因啟動子區(qū)域的活性組蛋白標志，抑制調控脂質代謝的 PPARα 信號通路相關基因表達。重要的是，靶向 Baz2b 可通過激活 PPARα 信號通路同時緩解肝臟衰老和 MASH 纖維化。因此，我們揭示了一種關鍵的表觀遺傳機制，將肝臟中的衰老、代謝功能障礙和纖維化聯(lián)系起來，并為使衰老肝臟年輕化以及治療肝纖維化患者提供了可能途徑。

染色質可及性的重塑是多種生物過程（包括衰老和疾病）中轉錄變化的基礎。盡管染色質重塑因子在表觀遺傳調控中具有重要意義，但其在衰老過程及相關疾病中的作用尚未得到充分理解。BAZ2B 屬于具有抑制作用的 ISWI 類重塑因子。本研究證明，染色質重塑因子 BAZ2B 是肝臟衰老和 MASH 纖維化的主調控因子。隨著年齡增長，BAZ2B 上調會改變全局染色質可及性，并抑制多個信號通路相關基因的表達，其中包括 PPARα 介導的脂質代謝通路，進而導致細胞衰老、線粒體功能障礙和代謝紊亂；這些都是衰老的重要標志。此外，由于 BAZ2B 是肝再生的負向調控因子，BAZ2B 上調也可能促使衰老肝臟再生能力下降。因此，本研究拓展了我們對染色質重塑如何調控衰老及年齡相關疾病的認識。

本研究識別的 BAZ2B–PPARα–脂質代謝信號軸代表了一種調控脂質代謝的表觀遺傳機制。PPARα 在肝細胞中高度表達，并在調控肝臟脂肪酸轉運和 β-氧化中發(fā)揮關鍵作用。衰老小鼠和 MASH 患者肝臟中均可觀察到 PPARα 信號通路下調，且 PPARα 表達水平與患者脂肪變性和纖維化嚴重程度呈負相關。然而，PPARα 隨年齡下調的機制尚不清楚。本研究表明，PPARα 功能下降和脂質代謝紊亂是由年齡依賴性 BAZ2B 上調引起的；BAZ2B 隨后降低染色質可及性并抑制 PPARα 信號通路相關基因表達。臨床上，PPARα 激動劑（如貝特類藥物）已用于治療血脂異常多年。然而，在衰老肝臟中，PPARα 激動劑會降低肝臟抗氧化活性，并產生抗凋亡作用，這兩者都可能使肝臟更易發(fā)生腫瘤。本研究發(fā)現，通過靶向 BAZ2B 可以上調 PPARα，并且至少在雄性小鼠中對 MASH 具有治療獲益。Baz2b 抑制未顯示自發(fā)性癌癥發(fā)生跡象。因此，靶向 BAZ2B 為預防或逆轉 MASH 相關炎癥和纖維化提供了一種潛在替代方案，且可能避免嚴重副作用。

全面理解衰老與慢性肝病之間的復雜聯(lián)系具有明確的轉化意義。使衰老過程年輕化，是預防和治療包括 MASLD 與 MASH 在內的慢性疾病的一種有吸引力的策略。鑒于表觀遺傳修飾具有可逆性，我們提出 BAZ2B 蛋白是一個有前景、可成藥的靶點，可用于肝臟年輕化并預防 MASH 纖維化。事實上，我們的數據表明，無論在年輕小鼠還是老年小鼠中，肝細胞特異性敲低 Baz2b 都能有效限制 MASH 飲食誘導的肝臟細胞衰老、脂質沉積和纖維化。這些發(fā)現提示，通過靶向 BAZ2B 使染色質結構年輕化，可能成為減輕肝臟細胞衰老和纖維化的潛在策略。

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