PNPLA3：MASLD/MASH明星靶點(diǎn)的下一站機(jī)會(huì)

代謝相關(guān)脂肪性肝?。╩etabolic associated steatotic liver disease，MASLD），原稱為非酒精性脂肪性肝?。╪on-alcoholic fatty liver disease，NAFLD），是一種以肝臟脂肪蓄積為特征的疾病，已成為全球最常見的慢性肝病，影響著全球約25%的人口。其中20-30%的MASLD患者會(huì)發(fā)展為更為嚴(yán)重的代謝相關(guān)脂肪性肝炎（MASH），意味著全球約有5-7.5%的人口可能患有MASH。


2008年，Romeo等通過全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）發(fā)現(xiàn)PNPLA3基因SNP位點(diǎn)rs738409的C/G突變（對(duì)應(yīng)PNPLA3蛋白第148位氨基酸148I、148M）與肝臟脂肪沉積相關(guān)，GG突變?nèi)巳焊闻K脂肪水平是其他人群的2倍[1]。此后，多篇文章研究反復(fù)驗(yàn)證PNPLA3 I148M與MASLD密切相關(guān)。


PNPLA3概述

PNPLA3（patatin-like phospholipase domain containing 3）基因編碼一種稱為adiponutrin的蛋白質(zhì)，主要在肝臟和脂肪組織中表達(dá)，具有甘油三酯水解酶和乙酰輔酶A依賴性溶血甘油三酯?；D(zhuǎn)移酶活性，在脂質(zhì)代謝中發(fā)揮著重要調(diào)控作用。


以往較為流行的假說有兩種，一種認(rèn)為PNPLA3作為一種甘油三酯水解酶，148M突變會(huì)導(dǎo)致其活性下降，從而減少甘油三酯的水解，即功能缺失（loss-of-function）[2]；另一種假說認(rèn)為PNPLA3 148M突變會(huì)破壞PNPLA3的泛素化和蛋白酶體降解，最終導(dǎo)致蛋白在脂滴上積累，形成“占位效應(yīng)”，即功能獲得（gain-of-function）[3]。最新的研究發(fā)現(xiàn)[4]，PNPLA3可以與肝臟中最重要的甘油三酯水解酶ATGL競(jìng)爭其激活因子ABHD5，從而抑制肝臟中ATGL介導(dǎo)的脂質(zhì)水解。正常情況下，PNPLA3的表達(dá)隨著食物攝取而增高，在饑餓狀態(tài)下則會(huì)快速降解。PNPLA3 148M 突變導(dǎo)致PNPLA3的泛素化降解減少，從而富集在脂滴表面，持續(xù)抑制ATGL的活性，導(dǎo)致肝臟中脂質(zhì)的累積。最終驅(qū)動(dòng)肝細(xì)胞氣球樣變、免疫細(xì)胞浸潤及星狀細(xì)胞活化，形成脂肪性肝炎-纖維化級(jí)聯(lián)反應(yīng)。


圖1. PNPLA3 I148M 遺傳變異與肝細(xì)胞脂肪肝病關(guān)聯(lián)機(jī)制示意圖[5]


靶向PNPLA3治療策略

PNPLA3?I148M突變作為MASLD的治療靶點(diǎn)，包括基因沉默、蛋白降解及小分子抑制策略，已成為全球肝病新藥研發(fā)的前沿焦點(diǎn)。


圖2. 潛在PNPLA3治療策略示意圖[5]


寡核苷酸藥物：通過RNA干擾（如反義寡核苷酸、siRNA）降低PNPLA3突變蛋白表達(dá)，可改善肝臟脂肪變性和炎癥。阿斯利康最近公布了AZD2693注射液的最新結(jié)果：AZD2693能有效降低肝臟 PNPLA3 mRNA（?89%）和肝脂滴上的蛋白質(zhì)水平。在臨床應(yīng)用上，總體耐受性良好，沒有出現(xiàn)因不良事件導(dǎo)致停藥的情況，也未發(fā)生與治療相關(guān)的嚴(yán)重不良事件。

圖3.?AZD2693臨床結(jié)果概述[6]


小分子藥物：輝瑞的PF-07853578是一種靶向PNPLA3 I148M突變體的小分子共價(jià)抑制劑，通過分子氨基甲酸酯基團(tuán)與 PNPLA3 I148M 變體共價(jià)結(jié)合，促使突變蛋白從脂滴中清除，并進(jìn)一步通過蛋白酶體途徑降解致病蛋白。目前，PF-07853578已完成了1期臨床試驗(yàn)（NCT05890105）。


蛋白降解：盡管目前尚無基于PROTAC（蛋白水解靶向嵌合體）技術(shù)的藥物，但一項(xiàng)關(guān)鍵臨床前研究成功開發(fā)了靶向PNPLA3的降解劑PROTAC 3。該分子結(jié)構(gòu)包含兩個(gè)關(guān)鍵域：E3泛素連接酶招募域和靶蛋白結(jié)合域。結(jié)果表明，在表達(dá)人源PNPLA3 148M突變蛋白的小鼠肝臟中，PROTAC 3處理顯著降低突變蛋白水平，并改善了與突變蛋白表達(dá)相關(guān)的脂肪肝病。

圖4.?PROTAC介導(dǎo)的Halo-PNPLA3(148M)蛋白降解顯著降低肝臟甘油三酯[7]


PNPLA3靶點(diǎn)藥物研發(fā)現(xiàn)狀

盡管目前全球尚未有靶向PNPLA3的藥物獲批上市，但該靶點(diǎn)因其在MASLD致病機(jī)制中的核心地位，已成為肝病領(lǐng)域最具潛力的突破方向之一。現(xiàn)有研發(fā)管線高度聚焦于基因特異性干預(yù)策略，其中siRNA/ASO等小核酸藥物通過精準(zhǔn)靶向PNPLA3 I148M突變等位基因，顯著降低致病蛋白表達(dá)，已占據(jù)臨床開發(fā)的主導(dǎo)地位。這種積極布局凸顯出PNPLA3靶點(diǎn)的巨大市場(chǎng)潛力。


表1. 部分靶向PNPLA3靶點(diǎn)藥物研發(fā)進(jìn)展

* 不完全統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡(luò)



南模生物相關(guān)小鼠模型



南模生物長期致力于藥物靶點(diǎn)人源化模型研究領(lǐng)域，針對(duì)PNPLA3開發(fā)了一系列人源化小鼠模型，可用于MASLD臨床前研究和藥效評(píng)價(jià)。


表2. PNPLA3相關(guān)靶點(diǎn)人源化小鼠


Smagris等[8]人的研究中指出，僅在高糖飲食（high-sucrose diet，HSD）誘導(dǎo)下，PNPLA3I148M/I148M小鼠出現(xiàn)明顯的脂肪肝表型?；诖?，南模生物構(gòu)建了HSD誘導(dǎo)的肝臟特異性過表達(dá)人源PNPLA3 I148M模型（目錄號(hào)：NM-XA-242889），該模型表現(xiàn)出類人的脂肪肝特征，在高糖誘導(dǎo)下TG、T-CHO含量顯著增加，并伴隨脂肪變性、炎癥浸潤及纖維化。


此外，我們也在肝臟特異性過表達(dá)人源PNPLA3 I148M模型上通過GAN飲食誘導(dǎo)構(gòu)建了MASH模型。


以上模型均適用于MASLD/MASH發(fā)病機(jī)制研究、靶向PNPLA3的新藥藥效評(píng)價(jià)及肝病治療策略開發(fā)。


以HSD誘導(dǎo)的肝臟脂肪變性為例：

圖5. qPCR檢測(cè)肝臟中人PNPLA3的表達(dá)。結(jié)果顯示，R26-CAG-LSL-hPNPLA3-I148M-EGFP; Alb-cre-Tg小鼠成功表達(dá)人PNPLA3。


圖6. HSD誘導(dǎo)6周后各組小鼠肝臟中甘油三酯（TG）和總膽固醇（T-CHO）含量。結(jié)果顯示，HSD飲食誘導(dǎo)下，肝臟特異性過表達(dá)hPNPLA3 I148M小鼠TG、T-CHO含量顯著增加。


圖7. HSD誘導(dǎo)6周后各組小鼠H&E染色代表圖。結(jié)果顯示，HSD飲食誘導(dǎo)下，肝臟特異性過表達(dá)hPNPLA3 I148M小鼠出現(xiàn)明顯脂肪空泡（G3，G5）。


圖8.?HSD誘導(dǎo)6周后各組小鼠Masson染色代表圖。結(jié)果顯示，HSD飲食誘導(dǎo)下，肝臟特異性過表達(dá)hPNPLA3 I148M小鼠出現(xiàn)明顯纖維化（G3，G5）。


圖9.?HSD誘導(dǎo)6周后各組小鼠油紅O染色代表圖。結(jié)果顯示，HSD飲食誘導(dǎo)下，肝臟特異性過表達(dá)hPNPLA3 I148M小鼠出現(xiàn)明顯脂滴（G3，G5）。





Reference：

1. Romeo S, Kozlitina J, Xing C, et al. Genetic variation in PNPLA3 confers susceptibility to nonalcoholic fatty liver disease. Nat Genet. 2008;40(12):1461-1465.

2. Pingitore P, Pirazzi C, Mancina RM, et al. Recombinant PNPLA3 protein shows triglyceride hydrolase activity and its I148M mutation results in loss of function. Biochim Biophys Acta. 2014;1841(4):574-580.?

3. BasuRay S, Wang Y, Smagris E, Cohen JC, Hobbs HH. Accumulation of PNPLA3 on lipid droplets is the basis of associated hepatic steatosis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019;116(19):9521-9526.?

4. Wang Y, Hong S, Hudson H, et al. PNPLA3(148M) is a gain-of-function mutation that promotes hepatic steatosis by inhibiting ATGL-mediated triglyceride hydrolysis. J Hepatol. 2025;82(5):871-881.?

5. Cherubini A, Casirati E, Tomasi M, Valenti L. PNPLA3 as a therapeutic target for fatty liver disease: the evidence to date. Expert [5]?Opin Ther Targets. 2021;25(12):1033-1043.

6.?Armisen J, Rauschecker M, Sarv J, et al. AZD2693, a PNPLA3 antisense oligonucleotide, for the treatment of MASH in 148M homozygous participants: Two randomized phase I trials. J Hepatol. 2025;83(1):31-42.?

7.?BasuRay S, Wang Y, Smagris E, Cohen JC, Hobbs HH. Accumulation of PNPLA3 on lipid droplets is the basis of associated hepatic steatosis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019;116(19):9521-9526.

8.?Opin Ther Targets. 2021;25(12):1033-1043.Smagris E, BasuRay S, Li J, et al. Pnpla3I148M knockin mice accumulate PNPLA3 on lipid droplets and develop hepatic steatosis. Hepatology. 2015;61(1):108-118.



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