STTT新研究揭示ADAMTS4在肝纤维化中的作用
代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）是全球最常见的慢性肝病，会逐步进展为代谢相关脂肪性肝炎（MASH）、肝纤维化以及肝硬化。肝纤维化的特征是细胞外基质（ECM）成分（如胶原蛋白和纤连蛋白）过度积累，破坏肝脏的正常结构和功能。此前研究发现，肝星状细胞（HSC）的活化和增殖是驱动肝纤维化的核心机制，但目前尚无临床获批的抗纤维化药物。因此，深入了解慢性肝病中纤维化发生的分子机制，对开发有效的靶向疗法至关重要。
除了肝星状细胞的活化外，免疫细胞的招募和炎症信号传导也在肝纤维化的进展中起着关键作用。在早期阶段，浸润的巨噬细胞被激活并释放多种促炎和促纤维化的细胞因子，包括TNF-α、IL-1β和TGF-β。此外，在肝损伤过程中，多种类别的蛋白酶（如金属蛋白酶）表达上调，并重塑肝脏ECM。作为金属蛋白酶家族的一员，ADAMTS4负责切割ECM中的细胞外蛋白聚糖，其活性与多种病理状况相关，包括关节炎和动脉粥样硬化等。不过，ADAMTS4在肝脏稳态和纤维化中的作用仍有待探索。
近日，韩国首尔大学等机构的研究人员利用人类肝脏样本和多种MASLD小鼠模型，探讨了ADAMTS4在肝纤维化中的作用。他们发现，ADAMTS4通过促进髓系来源免疫细胞的招募和胶原蛋白的积累而引发肝纤维化。这项研究成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志上，提出了MASLD相关肝纤维化的一个潜在治疗靶点。
研究材料与方法
研究人员纳入了Boramae MASLD前瞻性队列，包含293例未患或经活检确诊为MASLD的患者。他们利用Adamts4 KO小鼠（全身基因敲除，由赛业生物提供）和野生型小鼠，分别构建了4种经典的肝纤维化模型：高果糖西方饮食（WDF）、胆碱缺乏高脂饮食（CDAHFD）、四氯化碳（CCl4）化学损伤以及硫代乙酰胺（TAA）长期损伤。他们还构建了HSC特异性和肝细胞特异性Adamts4敲除小鼠。他们通过Transwell实验分析巨噬细胞迁移，利用LPS/IFNγ诱导巨噬细胞促炎极化，并利用TNF-α、IL-1β刺激细胞，分析调控ADAMTS4表达的上游炎症因子。
技术路线
研究结果
ADAMTS4在MASH和肝纤维化中表达上调
为了评估ADAMTS4与肝纤维化之间的关系，研究人员在两种背景下开展了表达分析：MASLD队列和四种肝纤维化小鼠模型。临床队列分析显示，ADAMTS4 mRNA表达随疾病严重程度（脂肪变性、炎症和纤维化）呈逐渐上升的趋势。肝硬化患者中ADAMTS4的表达显著增加，并与胶原基因COL1A1的表达呈正相关。免疫荧光染色结果显示，ADAMTS4与HSC标志物α-SMA和desmin共定位，表明ADAMTS4可能参与了HSC的活化。
他们还发现，在TAA、CCl4、CDAHFD和WDF诱导的肝纤维化小鼠模型中，Adamts4 mRNA的表达显著增加，而同属ADAMTS家族的Adamts1和Adamts5表达未出现显著变化。在CCl4处理后，HSC中的ADAMTS4表达和分泌水平远高于肝细胞。这些结果表明，ADAMTS4在纤维化肝脏中表达上调，提示其可能参与肝纤维化的进展。
Adamts4缺失可缓解饮食和化学诱导的小鼠肝纤维化
为了确定ADAMTS4是否与纤维化型MASH相关，研究人员分析了WDF诱导的Adamts4 KO和WT小鼠模型。Adamts4 KO小鼠的肝体比、血清ALT和AST及肝脏外观均显著改善（图1）。肝组织中WDF诱导的α-SMA及纤维化相关基因的表达下降，且纤维化区域减少。不过，脂质积累以及血清和肝脏甘油三酯（TG）水平均未出现显著变化，表明ADAMTS4不调控脂质积累（图1）。
流式分析显示，Adamts4缺失不改变CD4+和CD8+ T细胞数量，但对髓系来源免疫细胞的招募显著减少。值得注意的是，Adamts4缺失导致巨噬细胞数量显著减少，伴随着IL-6和TNF-α等炎症因子的mRNA表达下降（图1）。CDAHFD诱导的小鼠模型进一步证实了这些结果。这些发现表明，ADAMTS4在髓系来源免疫细胞的招募过程中发挥关键作用，并通过持续的炎症反应促进肝纤维化。
图1. 在WDF诱导的肝纤维化模型中，Adamts4缺失可抑制髓系来源免疫细胞的浸润
在CCl4诱导的小鼠模型中，Adamts4基因敲除同样可抑制肝纤维化，并显著减少髓系来源巨噬细胞的招募。之后，研究人员在Adamts4 KO小鼠中评估了肝特异性ADAMTS4过表达的影响。在通过尾静脉注射Adamts4过表达质粒后，小鼠的肝体比显著增加，AST和ALT水平升高，α-SMA及纤维化相关基因的表达增加，且髓系来源免疫细胞的浸润和炎症因子的表达也显著增加。这些结果印证了ADAMTS4在肝纤维化中的作用。
为了探究HSC来源和肝细胞来源的ADAMTS4在肝纤维化进展中的不同作用，他们构建了HSC特异性和肝细胞特异性敲除模型，然后进行CCl4处理。结果显示，Adamts4ΔHSC小鼠的成纤维标志物表达和胶原沉积显著减少，且巨噬细胞浸润减少，炎症因子表达下降。相比之下，Adamts4Δhep小鼠仅成纤维标志物轻微下降，而免疫细胞招募和炎症因子表达基本未发生改变，表明HSC来源的ADAMTS4在促进免疫细胞招募和肝纤维化过程中起主导作用。
ADAMTS4产生的versikine招募促炎巨噬细胞
随后，研究人员试图阐明ADAMTS4调控免疫细胞招募的分子机制。此前的研究表明，蛋白聚糖versican的降解产物versikine具有招募免疫细胞的能力。他们观察到，在CCl4诱导的肝纤维化小鼠模型中，versican与ADAMTS4共定位在HSC中（图2）。将rhADAMTS4与LX2细胞（人类肝星状细胞系）共同培养，rhADAMTS4以浓度依赖性方式增加了versikine的分泌（图2），在Adamts4缺失小鼠中，纤维化肝组织中HSC和肝细胞的versikine水平升高显著减少。
后续分析发现，在LPS/IFNγ刺激下，暴露于条件培养基（含有versikine）的THP1细胞中的IL-6 mRNA表达水平升高，并向促炎表型（CD86+）分化（图2）。随后，他们通过THP1与LX2细胞的共培养实验探究了versikine对巨噬细胞招募的影响。当LX2细胞暴露于rhADAMTS4后，THP1细胞的迁移能力得到增强（图2）。相比之下，单独使用rhADAMTS4处理THP1细胞则没有上述影响。这些结果表明，ADAMTS4衍生的versikine由HSC产生，并在体外促进巨噬细胞招募和促炎性极化。
此前研究发现，ADAMTS4的表达可由IL-1β和TNF-α等炎症细胞因子诱导。通过体外细胞实验，研究人员发现TNF-α处理导致HSC和肝细胞中的Adamts4 mRNA表达和蛋白分泌增加，而IL-1β处理没有对ADAMTS4产生任何显著影响。这些结果显示，活化的巨噬细胞产生的TNF-α在HSC的ADAMTS4分泌中起着关键作用。
图2. versikine介导了促炎巨噬细胞的招募
分泌型ADAMTS4通过STAT3参与胶原蛋白的表达
为了进一步阐明分泌型ADAMTS4对HSC的直接影响，研究人员利用rhADAMTS4处理LX2细胞，发现COL1A1 mRNA和蛋白表达升高，而α-SMA和PAI-1等其他成纤维标志物未受影响。信号通路分析发现，ADAMTS4处理并未导致SMAD2/3磷酸化发生显著改变，而COL1A1表达也不受TGF-β受体抑制剂影响，表明ADAMTS4并非通过TGF-β/SMAD通路起作用。
那么，究竟是哪条通路诱导胶原蛋白产生呢？他们以时间依赖性方式用ADAMTS4处理LX2细胞，并评估了各个信号激酶的磷酸化情况。结果表明，ADAMTS4可快速诱导STAT3的Ser727位点磷酸化，而使用STAT3 siRNA或STAT3抑制剂（BBI-608）均可降低ADAMTS4诱导的COL1A1表达。在Adamts4 KO小鼠中，纤维化肝组织中的STAT3磷酸化升高幅度下降。这些结果表明，ADAMTS4通过STAT3信号通路诱导LX2细胞中的胶原蛋白积累。
ADAMTS4表达增加是基因型特异的
通过响应eQTL分析，研究人员发现ADAMTS4的表达受基因型调控。携带rs11265575 TT纯合子的MASLD患者肝脏中的ADAMTS4表达显著升高，而CC/TC基因型的患者则无明显变化。该SNP位于ADAMTS4基因上游约46 kb处，处于一个强连锁不平衡区块内，与相邻五个SNP高度相关。进一步分析发现，rs10158501是介导ADAMTS4差异表达的主要SNP，其次要等位基因T可形成核受体NR3C1和PGR的结合基序，而参与诱导ADAMTS4表达的TNF-α可上调PGR和NR3C1的表达。因此，这些结果凸显了SNP位点rs10158501能够以差异性方式调控ADAMTS4，从而帮助人们精准识别适合接受ADAMTS4靶向治疗的个体。
结论
图3. ADAMTS4介导的免疫细胞招募和肝纤维化的示意图
总的来说，这项研究表明，MASH期间诱导产生的TNF-α会加速HSC和肝细胞中ADAMTS4的表达和分泌。ADAMTS4可能通过激活STAT3直接影响COL1A1基因的转录，并通过产生versikine促进髓系免疫细胞的招募，从而促进巨噬细胞促炎表型的形成（图3）。这种由ADAMTS4介导的巨噬细胞与HSC之间的双向细胞互作在驱动肝纤维化过程中起着关键作用。因此，以ADAMTS4为靶点有望成为MASH及相关纤维化的治疗策略。
原文检索
Park, J., Kim, T., Shim, W.S. et al. ADAMTS4 elicits myeloid-derived immune cell recruitment and liver fibrogenesis in metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease. Sig Transduct Target Ther 11, 168 (2026). https://doi.org/10.1038/s41392-026-02679-4
