“三高”名词大家并不陌生，长期高糖/高脂饮食习惯影响人体肝脏代谢功能，破坏人体葡萄糖/脂质的稳态运行，最终导致多种代谢疾病（如肥胖症、糖尿病等）严重危害人类健康。目前临床实验上，肝脏调控糖脂稳态的分子机制尚未可知，治疗方向亟待解决。

2025年2月28日哈尔滨工业大学陈政团队投稿在Science（IF=44.7）上的一篇论文掷地有声“Liver ALKBH5 regulates glucose and lipid homeostasis independently through GCGR and mTORC1 signaling”从此揭开肝糖脂调控机制，为代谢性疾病的临床治疗提供新靶点。本篇文章中的表观组学MeRIP-seq、CUT&Tag、RNA-seq由J9九游会提供。

主要结果

1.前提提要

RNA结合蛋白（RBPs）是一类多样化的蛋白质，它们在细胞内与核酸发生相互作用。越来越多的证据表明，某些RBPs会响应代谢信号和刺激来调控葡萄糖或脂质稳态，其失调会导致代谢疾病的发生。然而，目前针对RBPs是否以及如何综合调控葡萄糖和脂质稳态尚未可知。本篇文章中作者假设与肝脏代谢相关的某RBPs确实参与糖脂稳态调控。

2.关键RBPs调控因子筛选与确定：定量蛋白质和磷酸化蛋白质组学确定ALKBH5是代谢性疾病的关键调控因子

作者使用定量蛋白质组学鉴定db/db 小鼠肝脏（研究肥胖和II型糖尿病的小鼠模型）中差异表达的RBPs，结果显示：上调蛋白包括7种RBPs，这些RBPs与翻译、线粒体基因表达、核糖体生物发生和RNA修饰相关。胰高血糖素-PKA通路已被证明可以控制肝葡萄糖的产生（HGP），其典型的PKA底物基序被确定为RRXS/T。作者进一步通过RRXS/T基序与大/小鼠肝磷酸化蛋白质组学数据集筛选出一种关键RBP-ALKBH5。对其磷酸化位点分析显示Ser362磷酸化，是ALKBH5执行代谢调控功能的关键。

3.糖代谢分子机制探究：MeRIP-seq与RNA-seq多组学表明ALKBH5通过调控Gcgr mRNA的m6A修饰和稳定性参与葡萄糖稳态调控

作者对比Alkbh5-HKO（敲除）小鼠肝脏中胰高血糖素受体（GCGR）、磷酸化PKA（p-PKA）底物和磷酸化CREB（p-CREB）水平均降低，通过AAV过表达GCGR，结果发现糖代谢通路基因均上调。以上结果表明ALKBH5通过GCGR调控葡萄糖稳态。

ALKBH5 被认为是一种m6A去甲基化酶，MeRIP-seq研究样本的m6A修饰调控，RNA-seq研究基因表达量。作者通过MeRIP-seq与RNA-seq多组学数据发现Alkbh5-HKO肝脏样本中Gcgr m6A修饰呈现上调，而Gcgr转录本表达量呈现下调趋势。这表明ALKBH5可能通过去甲基化酶活性增强 Gcgr 的表达。

4.脂代谢分子机制探究：CUT&Tag表明ALKBH5与Egfr内含子增强子区域结合调控脂质稳态

作者对比Alkbh5-HKO小鼠均表现出HFD诱导的非酒精性脂肪性肝病（MAFLD）和高脂血症减轻，这些发现表明肝细胞特异性敲除Alkbh5不仅调控葡萄糖稳态，还可预防脂质代谢性疾病。进一步研究发现PI3-AKT-mTORC1 通路信号减弱，Egfr和Epha2表达下调但Egfr的变化幅度高于Epha2，因此后续实验中重点关注表皮生长因子受体（EGFR）。以上数据显示EGFR-PI3K-AKT-mTORC1信号通路在调控脂质稳态中的重要性。

另一方面作者为了确定ALKBH5是否同时调控糖/脂代谢，进行了EGFR拯救实验，在Alkbh5-HKO小鼠中提高EGFR水平，PI3K-AKT-mTORC1 信号增强但未导致血糖升高，反之重新引入GCGR并未影响肝脏甘油三酯。这些结果表明，肝细胞特异性缺失Alkbh5可通过不同机制独立抑制GCGR和EGFR-mTORC1通路，从而降低葡萄糖和脂质水平。

许多RBPs具有结合DNA并调节基因转录的能力。作者通过CUT&Tag组学发现ALKBH5结合在Egfr基因且定位于内含子增强子区域，可能对其有调控作用。作者进一步通过结构分析发现：ALKBH5两个Loops结构（Gln145-Gly152和Cys231-Glu242）是与Egfr内含子增强子区域结合的关键，缺失则会影响ALKBH5对Egfr转录的促进作用以及EGFR-PI3K-AKT-mTORC1信号通路的激活。

研究结论

本研究证明 ALKBH5 在肥胖/糖尿病期间表达上调，并通过不同的途径影响葡萄糖和脂质稳态。肝细胞特异性敲除Alkbh5可通过抑制GCGR- 环磷酸腺苷（cAMP）和 EGFR-PI3K-AKT-mTORC1信号通路改善肥胖小鼠的葡萄糖耐受性并减轻非酒精性脂肪性肝病（MAFLD）。为临床治疗提供了一个潜在治疗靶点，后续需要进一步开发针对ALKBH5的疗法，如小分子和抗体，并开展更多的临床前和临床研究，以确认 ALKBH5 抑制剂在治疗代谢紊乱中的作用。

论文链接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40014709/