乙型肝炎病毒通过丙酮酸依赖性方式产生活性氧诱导肝纤维化

慢性乙型肝炎（CHB）是肝硬化的主要病因。作者既往研究发现，丙酮酸（多种代谢通路的关键中间产物）可增强乙型肝炎病毒（HBV）的复制。然而，丙酮酸介导HBV诱导肝纤维化的机制尚不明确。

2025年10月30日，中国医学科学院北京协和医学院陈利民，四川大学王显丁和哈佛医学院林温育，Chung Raymond T共同通讯在Hepatology（IF=15.8）在线发表题为“HBV induces liver fibrosis through the generation of reactive oxygen species in a pyruvate-dependent manner”的研究论文，该研究在单培养及共培养模型中，使用HepAD38细胞、HBV感染的NTCP-HepG2细胞、原代人肝细胞（PHH）及肝星状细胞系（HSC，LX2），并结合患者血清，评估了HBV诱导的肝纤维化发生过程。同时，作者在细胞培养、HBV携带小鼠、HBV转基因小鼠（HBV-Tg）、人源化肝脏小鼠及人精准肝切片（PCLS）模型中，评估了PPARα激动剂/拮抗剂及ROS抑制对HBV诱导肝纤维化的影响。

结果显示，在HBV感染的肝细胞及患者血清中，HBV均可升高丙酮酸水平并促进纤维化相关基因表达。来自HBV感染细胞的上清液（HBVsup）及外源性丙酮酸补充均可独立且协同地上调促纤维化基因（TGF-β1、TIMP-1、COL1A1与α-SMA）的表达，激活ROS生成，并抑制PPARα表达。值得注意的是，抑制PPARα或通过小干扰RNA（siRNA）敲低其表达可增加ROS生成及促纤维化基因表达，而激活PPARα则能阻断HBVsup和丙酮酸诱导的ROS生成与纤维化发生。进一步证实ROS位于PPARα相关纤维化信号的下游，因为抑制ROS可消除由HBVsup、丙酮酸补充或PPARα抑制所诱导的肝纤维化。综上，HBV感染可诱导丙酮酸生成并降低PPARα表达，进而增加ROS产生，促进肝纤维化发生。丙酮酸与PPARα可作为慢性乙型肝炎抗纤维化治疗开发的新靶点。

肝纤维化是慢性肝损伤引发的一种伤口愈合反应，可由病毒性肝炎、酒精、毒素及代谢紊乱等因素触发。乙型肝炎病毒（HBV）是一种嗜肝DNA病毒，全球感染人数近3亿，而慢性乙型肝炎（CHB）是导致肝硬化和肝细胞癌（HCC）的主要原因之一。纤维化过程的特征包括肝星状细胞（HSC）的活化及细胞外基质（ECM）的过度沉积。HSC活化后，会增强多种蛋白的表达，如α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、Ⅰ型胶原α1链（COL1A1）和Ⅲ型胶原，以及多种细胞因子和趋化因子，包括转化生长因子-β1（TGF-β1）和金属蛋白酶组织抑制剂（TIMP）。尽管在某些HBV相关病例中，通过抑制HBV复制可实现纤维化的逆转，但越来越多的证据表明，HBV相关纤维化进展与宿主代谢风险因素密切相关。

HBV感染可激活糖酵解，为病毒复制提供中间代谢分子和能量。研究还报道，增强的糖酵解可促进肌成纤维细胞分化，并在肺组织中增强TGF-β1的分泌。丙酮酸作为糖酵解的终产物，在有氧条件下可进一步在线粒体中代谢为乙酰辅酶A，而在缺氧条件下则被转化为乳酸。补充丙酮酸可增加人神经母细胞瘤细胞中活性氧（ROS）的生成，而ROS可激活HSC和成纤维细胞产生ECM成分。最近，Zhou等研究表明，HBV感染可提高原代人肝细胞（PHH）中丙酮酸的产量。然而，丙酮酸在HBV诱导的肝纤维化中的作用仍不明确。

模式机理图（图片源自Hepatology ）过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）是一种配体激活的转录因子，通过结合代谢基因启动子区域的PPAR反应元件，参与多种组织的糖脂代谢过程。PPARα参与过氧化物酶体和线粒体β-氧化，以维持肝脏代谢稳态并保护肝脏免受损伤。值得注意的是，敲低PPARα会增加小鼠体内ROS的生成。作者先前研究发现，补充丙酮酸可促进HBV复制，且HBV感染以TGF-β1依赖的方式促进肝纤维化发生。

本研究旨在利用人肝细胞、HSC、pAAV-HBV携带小鼠模型、HBV转基因小鼠（HBV-Tg）、人源化肝脏小鼠、人精准肝切片（PCLS）模型以及慢性HBV（CHBV）患者血清，阐明HBV与丙酮酸、PPARα及ROS之间的关系。作者在此证明，HBV感染显著提高了NTCP-HepG2细胞、HBV携带及感染小鼠模型以及CHBV患者体内丙酮酸的生成。补充丙酮酸可通过抑制PPARα表达并增加ROS生成，独立促进包括TGF-β1、TIMP-1、COL1A1和α-SMA在内的促纤维化基因的表达。作者的研究结果揭示了HBV诱导的丙酮酸在肝纤维化发生中的作用，并为通过激活PPARα或抑制丙酮酸以阻止HBV疾病进展提供了潜在的新型治疗策略。

原文链接：

https://doi.org/10.1097/HEP.0000000000001597