脂肪肝（hepatic lipidosis）是一种严重的代谢性疾病，在猫中尤为常见，尤其是肥胖猫在厌食或快速减重时更易发病。脂肪肝的核心病理机制是肝脏内三酰甘油（TAG）的异常堆积，这通常由脂肪组织过度动员的游离脂肪酸（FFA）转运至肝脏引起。临床上，患病猫表现为厌食、体重减轻、黄疸、嗜睡和流涎等症状，且死亡率高达38%。
目前，脂肪肝的治疗手段主要集中在支持性治疗，如强迫喂食或管饲，以纠正负能量平衡。然而，缺乏能直接减少肝内脂质堆积的特异性药物。因此，开发安全有效的治疗方法是亟待解决的临床问题。本研究旨在利用猫肝脏类器官（feline liver organoids）这一创新的体外模型，筛选和验证潜在的脂肪肝治疗药物，为猫脂肪肝的药物研发提供一种高效、物种特异性的工具。
研究方法
1. 类器官的构建与培养
- 样本来源：从6只健康猫的肝脏组织（术后或尸检样本）分离胆管碎片，经基质胶（Matrigel）培养形成肝脏类器官。
- 培养条件：
- 扩增培养：使用特定培养基扩增类器官规模。
- 分化诱导：将类器官转至分化培养基中培养10天，诱导其向肝细胞样表型分化。
- 模型建立：通过在培养基中加入油酸（C18:1）和棕榈酸（C16:0），模拟肝内游离脂肪酸堆积的病理过程。荧光染色和三酰甘油定量检测证实TAG的异常堆积。
2. 药物筛选与检测
- 初筛药物：选择8种具有潜在抗脂肪肝作用的候选药物，加入富含FFA的培养基中，与未处理组（对照）进行比较，筛选出具有显著降低TAG作用的药物。
- 深入研究：对初筛中表现最佳的两种药物进行进一步分析：
- AICAR（5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷），一种AMPK激活剂。
- T863，一种DGAT1（甘油二酯O-酰基转移酶1）抑制剂。
- 检测指标：
- 三酰甘油测定：使用比色法定量类器官内TAG含量。
- 荧光显微镜观察：LD540染料标记脂滴以评估脂质堆积。
- 基因表达分析：通过实时定量PCR检测脂滴相关蛋白（PLIN2）的mRNA表达变化。
研究结果
1. 脂肪肝模型的成功构建
在富含FFA的培养条件下，类器官内的TAG含量较对照组显著增加约4倍（P < 0.001），同时伴随脂滴的明显增多。模型成功模拟了猫脂肪肝的核心病理特征，为后续药物筛选奠定了基础。
2. 药物的TAG抑制效果
- AICAR和T863的表现：
- AICAR使TAG含量下降46%（P = 0.003），并显著降低脂滴相关蛋白PLIN2的mRNA表达（P < 0.001）。
- T863使TAG含量下降55%（P < 0.001），但对PLIN2的mRNA表达无显著影响。
- 协同作用：当T863与DGAT2抑制剂（PF06424439）联合使用时，TAG堆积被完全抑制，进一步证实DGAT1在TAG合成中的关键作用。
3. 分化类器官的结果一致性
分化后的类器官在肝细胞标志物（如TTR和CYP3A132）表达水平上显著升高。AICAR和T863在分化和未分化类器官中均显示出相似的TAG抑制效果，表明未分化类器官已足够用于高效筛选药物。
讨论
1. 药物作用机制
- T863：通过抑制DGAT1，减少由外源脂肪酸合成TAG的过程。其作用机制与既往针对DGAT1的研究结果一致。
- AICAR：通过激活AMPK，调控脂滴相关蛋白PLIN2的降解，减少脂质储存并促进脂滴分解。AICAR的作用不仅表现在TAG含量的下降，还体现在对脂滴相关基因表达的影响上。
2. 临床应用潜力
- T863：尽管在小鼠中表现出良好的耐受性，但其在人体中的临床试验因胃肠道不良反应（如腹泻）而中止。目前尚不清楚猫对T863的耐受性，这需要进一步的体内研究。
- AICAR：作为AMPK激活剂，其调节脂肪代谢的作用在肝脏疾病中具有潜在优势。但由于可能导致低血糖的风险，其在猫脂肪肝中的使用需密切监测血糖水平。
3. 类器官模型的优势与局限
猫肝脏类器官提供了一种物种特异性的体外模型，可替代传统的动物实验，用于快速筛选治疗脂肪肝的候选药物。然而，类器官模型仍需进一步优化，以更全面地模拟肝脏的复杂生理过程。
结论
本研究成功利用猫肝脏类器官系统筛选出两种潜在治疗猫脂肪肝的候选药物：T863和AICAR。T863通过抑制DGAT1减少TAG合成，而AICAR则通过激活AMPK调节脂质代谢。研究表明，类器官系统是一种高效的药物筛选工具，为脂肪肝治疗药物的开发奠定了基础。未来研究将聚焦于药物在猫体内的安全性和疗效验证，以推动这些候选药物的临床应用。
参考文献：
Identification of potential drugs for treatment of hepaticlipidosis in cats using an in vitro feline liver organoid system