中科院水生所、华中农业大学ES&T:十溴二苯乙烷(DBDPE)通过干扰NAD⁺介导的多细胞响应,增加酒精性肝病易感性

图文导读

DBDPE暴露诱导肝损伤与线粒体功能障碍

Figure 1.Effects of DBDPE and NR on zebrafish liver

DBDPE暴露后，肝细胞出现肿胀、核固缩乃至消失，脂滴显著增多，血清甘油三酯（TG）、丙氨酸转氨酶（ALT）和天冬氨酸转氨酶（AST）水平升高。此外，DBDPE组NAD⁺/NADH比值、线粒体膜电位（MMP）和ATP含量下降，活性氧（ROS）升高、过氧化氢酶（CAT）活性降低。补充NR后NAD⁺水平恢复，逆转上述组织病理学异常、线粒体损伤及氧化应激。

DBDPE暴露抑制急性酒精肝损伤后的修复进程

Figure 2.Effects of DBDPE and NR on zebrafish liver recovery following ethanol exposure

为评估DBDPE对肝脏修复功能的影响，DBDPE预暴露后的斑马鱼再次急性暴露于乙醇溶液。血清ALT和AST活性的动态变化反映了DBDPE对酒精性肝损伤后修复过程的影响。结果显示，恢复24小时后，对照组转氨酶活性恢复至正常水平，DBDPE组仍显著高于基线，表明DBDPE预处理显著延缓了修复进程。而DBDPE/NR共暴露组的酶活性恢复曲线与对照组相似，24小时后转氨酶活性恢复至正常。

单细胞转录组图谱揭示DBDPE的细胞类型特异性效应

Figure 3.Annotation of zebrafish liver cell types

Figure 4.Cell-type-specific response in the zebrafish liver

利用单细胞转录组测序技术（scRNA-seq），在斑马鱼肝脏中共鉴定出肝细胞（Hep）、胆管细胞（Chol）、内皮细胞（EC）、巨噬细胞（Mac）、肝星状细胞（HSC）、淋巴细胞（Lym）和红细胞（Ery）7种主要细胞类型。差异表达基因分析显示，DBDPE主要诱导胆管细胞及肝细胞发生大规模转录组扰动，提示这两类细胞可能是毒性作用的主要靶细胞群。

DBDPE扰乱胆管细胞紧密连接并诱导胆汁淤积

Figure 5.Specific functional changes in cholangiocytes

DBDPE暴露后，胆管细胞中紧密连接（tight junction）、细胞黏附分子（cell adhesion molecules）及运动蛋白（motor proteins）等细胞屏障相关通路显著上调，而补充NR后异常激活的紧密连接通路得到显著逆转。通过Claudin-2免疫荧光染色，进一步验证了DBDPE暴露及NR干预对斑马鱼胆管细胞紧密连接结构的影响。此外，DBDPE暴露导致总胆汁酸（TBA）显著升高和碱性磷酸酶（ALP）活性下降，提示胆汁淤积性损伤。NR通过恢复胆管细胞中NAD⁺稳态使紧密连接蛋白表达正常化，从而恢复胆管屏障功能。上述结果表明，DBDPE通过抑制NAD⁺活性破坏胆管细胞能量稳态，扰乱紧密连接功能，进而诱发胆汁淤积性肝损伤。

DBDPE抑制肝细胞酒精代谢通路 

Figure 6.Specific functional changes in hepatocytes

在肝细胞中，DBDPE暴露显著抑制酒精代谢过程（alcohol metabolic process）、 酒精脱氢酶（NAD⁺）活性（alcohol dehydrogenase (NAD⁺) activity）和氧化还原酶活性（oxidoreductase activity）等生物学通路。生化分析进一步证实，DBDPE暴露显著降低了酒精代谢关键酶活性及NAD⁺/NADH比值。NR通过恢复NAD⁺水平挽救酒精代谢，促进乙醇清除并支持肝脏修复过程。综上，DBDPE可增加肝脏对酒精性损伤的易感性，并通过抑制NAD⁺水平阻碍肝脏损伤修复进程。