肝因子——连接代谢紊乱与神经退行的关键桥梁论文快照
/ 分区(中科院/JCR):中科院1区 / JCR Q1
/ IF:17.5
/ 期刊:Molecular Neurodegeneration
/ 杂志:Mol Neurodegener
/ 主要作者:Dan Song(共一), Yang Li(共一), Ling-Ling Yang, Ya-Xi Luo(通讯), Xiu-Qing Yao(通讯)
/ 研究背景/动机:阿尔茨海默病(AD)正被重新认识为一种系统性疾病,外周器官尤其是肝脏在其发病机制中发挥重要作用。代谢紊乱(肥胖、糖尿病、脂肪肝)是AD的重要危险因素,但肝脏如何桥接代谢功能障碍与神经退行性变的机制尚待系统总结。
/ 研究方法:系统综述,整合肝-脑轴交互、肝脏A-beta清除功能、肝因子(hepatokines)调节网络与AD病理学交叉领域的文献。
/ 数据来源:已发表文献(PubMed/Web of Science等数据库检索),覆盖基础研究、临床观察和转化研究。
/ 研究主要发现:肝因子(FGF-21、SELENOP、Fetuin-A、ANGPTL3、MANF、Adropin、ApoJ、SHBG等)通过调控胰岛素敏感性、氧化应激、脂质代谢和免疫应答,在AD病理过程中发挥双向调节作用。
/ 核心图表解读:Figure 1展示肝-脑双向调控通路的整体框架;Figure 2归纳8种主要肝因子在AD中的作用机制;Figure 3揭示肝因子在代谢紊乱与AD之间的桥梁角色。
/ 创新点和不足:首次系统整合肝因子在AD中的多重角色,提出以肝脏为靶点的AD干预新思路。不足在于大部分证据来自临床前研究,肝因子的中枢-外周双重作用增加了治疗靶向的复杂性。
小目录
一、这篇文章讲了什么?
二、他们是怎么做的?
2.1 综述范围与框架设计
2.2 文献检索与筛选策略
2.3 核心概念框架
三、他们发现了什么?
3.1 Figure 1解读:肝-脑轴的双向调控
3.2 Figure 2解读:肝因子在AD中的多重角色
3.3 Figure 3解读:肝因子桥接代谢紊乱与AD
3.4 临床与治疗应用
四、创新点在哪里?
五、不足与局限
六、老马说说
一、这篇文章讲了什么?
阿尔茨海默病(Alzheimer disease, AD)是全球最常见的神经退行性疾病,传统上被视为纯粹的中枢神经系统疾病。然而,越来越多的证据表明,AD具有深刻的系统性特征——外周器官的代谢状态深刻地影响着大脑的病理进程。在这一背景下,肝脏作为人体核心代谢器官,正在从“被遗忘的角落”走向AD研究的前沿。
为什么会这样?答案藏在“肝-脑轴”(liver-brain axis)这个概念中。该综述由重庆医科大学罗亚西和姚秀卿团队撰写,系统梳理了肝-脑轴复杂对话的分子机制。文章的核心论断是:肝因子(hepatokines)是连接系统性代谢紊乱与AD神经退行性变的关键分子桥梁。
该综述聚焦8种主要肝因子——FGF-21、SELENOP、Fetuin-A、ANGPTL3、MANF、Adropin、ApoJ和SHBG,分别阐述了它们在胰岛素抵抗、氧化应激、神经炎症和A-beta清除等AD核心病理环节中的作用。值得注意的是,许多肝因子表现出“外周有害、中枢保护”的二象性,这一发现对AD的干预策略设计有着深远影响。
二、他们是怎么做的?2.1 综述范围与框架设计
作者没有局限于肝脏本身,而是将肝脏放在一个包含代谢紊乱、外周清除系统和中枢神经退行性变的整体网络中审视。综述的逻辑链条清晰:肝-脑轴的基本解剖与功能基础 -> 肝脏在AD病理中的直接参与(A-beta与tau清除) -> 肝因子作为信号分子的桥梁作用 -> 生活方式的干预潜力 -> 转化前景。2.2 文献检索与筛选策略
文章涵盖的文献覆盖了基础研究(转基因动物模型、细胞实验)、临床观察(队列研究、生物标志物分析)和转化研究(重组蛋白、单克隆抗体、基因治疗)。作者对每条关键证据链都引用了多篇独立研究的支持,在存在争议的领域如ApoJ在AD中的双重作用、ALT与认知功能的关联方向,也如实呈现了相反的证据。2.3 核心概念框架
综述的核心概念框架建立在一个三元模型上:(1) 肝脏作为代谢中枢,调控全身糖脂代谢和炎症状态;(2) 肝脏作为A-beta清除器官,通过LRP-1受体介导的外周清除影响脑内A-beta负荷;(3) 肝脏作为内分泌器官,通过分泌肝因子直接向大脑传递信号。这三条通路不是独立的,而是在代谢紊乱条件下相互强化,形成一个自我放大的恶性循环。
值得一提的是,作者在本文中采用了"从外周到中枢"的独特叙事策略。与既往仅关注脑内病理的综述不同,本文大幅篇章用于描述外周代谢紊乱如何通过肝脏这一中介器官,间接影响脑功能。这种视角的转换不仅拓展了对AD病因学的理解,也为探索以肝脏为靶点的AD干预提供了理论依据。
从方法学角度看,本文作为一篇叙述性综述(narrative review),其优势在于能够整合跨度较大的研究领域——从分子生物学(肝因子的信号转导)到临床流行病学(肝病与痴呆风险的队列研究)再到转化医学(靶向肝因子的药物开发)。这种跨学科整合正是当前AD研究从"脑中心"走向"系统性疾病"范式转变所需要的。三、他们发现了什么?3.1 Figure 1解读:肝-脑轴的双向调控
图1 | 肝脏与大脑在代谢与神经调控中的交互。左侧展示肝脏通过代谢紊乱和炎症介质对中枢神经系统产生系统性影响:肝酶活性升高、血氨水平增加、异常肝因子分泌以及支链氨酸/芳香氨酸比例改变,共同导致血脑屏障功能障碍、神经炎症和神经元退变。右侧展示大脑通过自主神经系统调控肝脏功能:交感与副交感神经支配调节肝脏糖脂代谢,肾上腺介导的儿茶酚胺释放影响肝脏炎症反应。
(声明:本文图片来源于论文原文,仅供学术交流,不构成商业用途)
Figure 1是全篇综述的概念蓝图,将肝-脑轴的交互分为两个方向来呈现。左侧展示肝脏对大脑的影响:当肝脏功能失调时,它释放的不仅仅是毒素和炎症因子——肝酶(ALT、AST、GGT)异常、血氨升高、肝因子分泌紊乱、BCAAs/AAA比例失衡,这些因素协同作用破坏血脑屏障(BBB),引发神经炎症和神经元损伤。右侧展示大脑对肝脏的逆向调控:下丘脑通过自主神经系统调节肝脏的糖原合成与分解、脂质代谢,甚至直接影响肝脏的炎症状态。
这张图的意义在于提出了一个关键观点:AD不是单纯的“脑子出了问题”,而是肝-脑轴双向通讯崩溃的结果。肝脏不再是被动受害者,而是主动参与者。3.2 Figure 2解读:肝因子在AD中的多重角色
图2 | 肝因子在阿尔茨海默病中的作用。归纳8种主要肝因子在AD病理学中的多重功能,涵盖炎症调控、氧化应激、A-beta清除和神经元保护等维度。FGF-21抑制tau和A-beta聚合、调节小胶质细胞极化;SELENOP将硒转运至大脑、抑制tau磷酸化;Fetuin-A减少线粒体氧化应激;MANF缓解内质网应激;Adropin增强BBB完整性;ApoJ辅助A-beta清除;ANGPTL3调控脂质代谢;SHBG调节性激素生物利用度。
Figure 2是全篇最核心的视觉呈现,它像一张“肝因子作用地图”,归纳了8种主要肝因子在AD病理中的多维角色。这张图传递的核心信息是:肝因子不是单一功能的分子,而是同时影响多条病理通路的“多面手”。以FGF-21为例,它不仅通过PI3K/AKT/GSK-3-beta通路抑制tau过度磷酸化,还能调控小胶质细胞M1/M2极化、促进BDNF生成、改善线粒体功能——一次出击,多点开花。
为什么这很重要?因为AD的病理机制本身就是多维度的:A-beta沉积、tau缠结、神经炎症、氧化应激、线粒体功能障碍、胰岛素信号失调。一个能同时干预多条通路的分子靶点,理论上比针对单一通路的策略更有效。
但Figure 2也暗示了一个棘手的问题:某些肝因子呈现“外周有害、中枢保护”的二象性。以SELENOP为例,外周循环中高水平的SELENOP会加剧胰岛素抵抗;但在中枢神经系统中,SELENOP将硒转运至脑内,维持谷胱甘肽过氧化物酶(Gpx4)活性,防止脂质过氧化和铁死亡。这种二象性意味着针对肝因子的治疗策略必须精确定位:是增强还是抑制,取决于靶向的是外周还是中枢。3.3 Figure 3解读:肝因子桥接代谢紊乱与AD
图3 | 肝因子在AD与代谢紊乱中的桥梁角色。从胰岛素抵抗、神经炎症和氧化应激三条通路揭示肝因子如何桥接代谢紊乱与AD。FGF-21通过KLB受体促进GLUT-1介导的葡萄糖摄取缓解胰岛素抵抗;SELENOP通过抑制AMPK磷酸化加剧胰岛素抵抗;Fetuin-A通过JNK-c-Jun-JAK2-STAT1通路促进巨噬细胞迁移和极化。
Figure 3将视角从单个肝因子拉高到系统层面,揭示了代谢紊乱与AD通过肝因子形成的“恶性循环”。图的核心信息是:代谢紊乱(肥胖、T2DM、MASLD)改变肝脏的肝因子分泌谱,而异常的肝因子谱又反过来驱动AD的三个核心病理通路——胰岛素抵抗、氧化应激/线粒体功能障碍、神经炎症。
具体到每条通路:在胰岛素抵抗方面,FGF-21通过FGFR1/KLB受体复合物促进GLUT-1和GLUT-4介导的葡萄糖摄取,缓解胰岛素抵抗;而SELENOP则通过抑制AMPK-ACC磷酸化促进脂肪酸合成,加剧胰岛素抵抗。在神经炎症方面,MANF通过A20/NF-kappa-B通路抑制促炎因子释放,而Fetuin-A在某些条件下反而促进巨噬细胞迁移和脂肪组织炎症。在氧化应激方面,FGF-21通过激活Nrf2-ARE抗氧化应答通路减少氧化损伤,SELENOP则通过维持Gpx4活性防止铁死亡。
这张图最引人深思的是:肝脏内分泌功能的失调不是AD的“远处并发症”,而可能是驱动神经退行的“上游引擎”。这意味着,改善肝脏代谢状态本身就可能是AD的有效干预手段——无论是在生活方式层面(运动、饮食)还是药物层面(靶向肝因子的生物制剂)。3.4 临床与治疗应用
文章在综述了基础机制后,转向了转化前景。作者系统总结了肝因子在三个层面的临床应用潜力:
诊断生物标志物:SHBG水平在老年人群中与AD风险正相关,Fetuin-A与认知评分(MMSE)呈正相关,FGF-21水平在AD患者中显著降低。但作者坦诚指出,这些关联来自小规模研究,诊断敏感性和特异性尚需大型多中心纵向研究验证。
生活方式干预:运动和饮食是调节肝因子表达的有效手段。有氧运动增强FGF-21敏感性,HIIT显著升高SELENOP水平(升高84%),联合有氧和抗阻训练可降低ApoJ水平。饮食方面,生酮饮食和低蛋白饮食上调FGF-21,高纤维饮食升高SHBG,而高脂饮食则升高Fetuin-A和MANF。这些发现为“运动预防AD”和“饮食干预AD”提供了分子层面的解释。
靶向治疗:针对肝因子的药物研发已取得进展。FGF-21类似物(如AKR-001)正在进行T2DM临床试验,ANGPTL3中和抗体Evinacumab已获批用于高胆固醇血症,SELENOP中和抗体AE2在动物模型中改善了胰岛素抵抗。更为前沿的是,基于GalNAc-siRNA的基因疗法(如Vupanorsen靶向ANGPTL3)也在临床开发中。四、创新点在哪里?
创新1:首次以肝因子为核心组织框架,系统整合了肝脏内分泌功能与AD神经病理之间的联系。以往的综述要么聚焦于肝-脑轴的解剖通路,要么关注肝因子在代谢疾病中的作用,本文是首次将这两条线索编织在一起,形成“代谢紊乱-肝因子失调-AD神经退行”的三元因果链。
创新2:提出了肝因子的“中枢-外周二象性”理论框架。以SELENOP、Fetuin-A为代表的肝因子在外周(代谢组织中)可能加剧胰岛素抵抗,但在中枢(脑内)却发挥保护作用。这一发现对于药物开发具有重要指导意义——全身性调控某个肝因子的水平可能产生矛盾效应。
创新3:将ApoE epsilon 4基因型与肝脏功能联系起来。传统上,ApoE epsilon 4被视为中枢神经系统内的脂质转运蛋白编码基因,但本文系统总结了肝脏来源的外周ApoE如何独立于中枢ApoE影响AD病理——肝特异性表达ApoE4的小鼠就足以引发记忆障碍和BBB渗漏。
创新4:整合了生活方式干预(运动与饮食)与肝因子调控的关系,为非药物干预AD提供了分子层面的解释机制。这一视角将看似不相关的预防策略统一到了同一个分子网络框架中。
创新5:系统梳理了肝因子相关的药物研发管线,从重组蛋白(FGF-21类似物)到单克隆抗体(Evinacumab、AE2)再到基因治疗(GalNAc-siRNA),为AD的药物开发提供了新的路线图。五、不足与局限
局限1:大部分核心证据来自临床前研究(转基因小鼠模型、细胞实验),人体临床数据极为有限。论文中引用的临床研究多为小样本横断面设计,因果关系难以推断。
局限2:肝因子的中枢-外周二象性虽然是一个重要的概念框架,但文中未能提供充分的机制解释为什么同一个分子在外周和中枢产生相反效应。例如,SELENOP为何在外周加剧而在中枢缓解胰岛素抵抗,其分子机制尚不清楚。
局限3:关于肝因子能否穿过BBB的讨论存在不确定性。文中对FGF-21、ApoJ、SELENOP等分子的BBB穿透性提供了药代动力学数据,但对Adropin和SHBG的BBB穿透性缺乏明确结论。在AD患者中BBB本身已受损的情况下,这些数据更难以解读。
局限4:性别差异讨论不足。AD存在显著的性别差异(女性患病率更高),SHBG和性激素的讨论虽然触及了这一维度,但文中未系统分析性别如何影响肝因子的表达和功能。
局限5:虽然引用了药物研发进展,但大部分靶向肝因子的治疗策略目前仅处于临床前或早期临床阶段,距离AD适应证获批还有很长的路。FGF-21类似物在AD动物模型中的结果也并非一致——在晚期AD模型中,FGF-21类似物未能减少A-beta斑块负荷。六、老马说说
这篇综述为我们提供了一个看待AD的全新视角。在过去的几十年里,AD研究的主流叙事一直是”脑中心论”——淀粉样蛋白级联假说主导了药物研发的方向,但屡次在临床试验中折戟。这一现实促使研究者开始反思:AD真的只是大脑的疾病吗?
从这篇综述中可以看到,肝脏作为一个被长期忽视的角色,正在被重新发现。它在A-beta的外周清除、代谢调控、系统性炎症和信号分子分泌等多个维度上与AD病理紧密交织。更重要的是,肝脏是一个“可干预”的器官——运动、饮食、药物都可以显著改变其生理状态,这意味着通过调节肝脏功能来影响AD进程是完全可行的。
文章中提出的“肝因子二象性”概念尤其值得关注。长期以来,转化医学界习惯于寻找“好”分子和“坏”分子,但这种二元论在复杂疾病中往往过于简化。SELENOP和Fetuin-A在不同组织中的相反效应提醒我们,系统生物学思维在AD研究中不可或缺:一个分子的功能高度依赖于其所处的微环境、靶细胞类型和疾病阶段。
此外,本文与老马文献精读第8期(肝-脑轴与慢性肝病)形成了有趣的知识网络——第8期聚焦于肝脏疾病如何影响大脑功能(肝病-神经精神症状),而本期则深入到了具体的信号分子层面(肝因子-AD病理)。两期共同拼凑出肝-脑轴研究的完整版图:从宏观的器官交互到微观的分子机制。
当然,本文也清晰地展现了该领域目前的局限性:因果证据链仍不完整,人体数据缺乏,肝因子的多重功能增加了而非简化了治疗复杂性。但综观全篇,这篇综述的价值不在于给出了最终答案,而在于提出了正确的问题——当我们把肝脏放回AD的版图中,整个疾病的图景就变得不同了。
从临床转化的角度来看,未来有几个值得关注的方向:一是基于肝因子谱的AD早筛血液检测方法开发;二是将运动/饮食干预的认知获益与肝因子水平变化关联起来的前瞻性临床试验;三是探索肝因子靶向药物在AD患者中的安全性和有效性。期待未来5-10年,这一领域能够产出更多高质量的临床转化证据。
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参考文献
[1] Song D, Li Y, Yang LL, et al. Bridging systemic metabolic dysfunction and Alzheimer's disease: the liver interface. Mol Neurodegener. 2025;20:61.
[2] Nedelec T, Couvy-Duchesne B, Monnet F, et al. Identifying health conditions associated with Alzheimer's disease up to 15 years before diagnosis: an agnostic study of French and British health records. Lancet Digit Health. 2022;4:e169-78.
[3] Huang Z, Lin HWK, Zhang Q, et al. Targeting Alzheimer's Disease: The Critical Crosstalk between the Liver and Brain. Nutrients. 2022;14(20):4298.
[4] Teratani T, Mikami Y, Nakamoto N, et al. The liver-brain-gut neural Arc maintains the T(reg) cell niche in the gut. Nature. 2020;585:591-6.
[5] Hsuchou H, Pan W, Kastin AJ. The fasting polypeptide FGF21 can enter brain from blood. Peptides. 2007;28:2382-6.
[6] Stefan N, Schick F, Birkenfeld AL, et al. The role of hepatokines in NAFLD. Cell Metab. 2023;35:236-52.
[7] Liang Q, Zhong L, Zhang J, et al. FGF21 maintains glucose homeostasis by mediating the cross talk between liver and brain during prolonged fasting. Diabetes. 2014;63:4064-75.
[8] Ko YA, Billheimer JT, Lyssenko NN, et al. ApoJ/Clusterin concentrations are determinants of cerebrospinal fluid cholesterol efflux capacity and reduced levels are associated with Alzheimer's disease. Alzheimers Res Ther. 2022;14:194.
[9] Zheng X, Toyama T, Siu S, et al. Selenoprotein P expression in glioblastoma as a regulator of ferroptosis sensitivity. Sci Rep. 2024;14:682.
[10] Weinstein G, Davis-Plourde K, Himali JJ, et al. Non-alcoholic fatty liver disease, liver fibrosis score and cognitive function in middle-aged adults: the Framingham study. Liver Int. 2019;39:1713-21.
[11] Weinstein G, Schonmann Y, Yeshua H, et al. The association between liver fibrosis score and incident dementia: A nationwide retrospective cohort study. Alzheimers Dement. 2024;20:5385-97.
[12] Gao PY, Ou YN, Wang HF, et al. Associations of liver dysfunction with incident dementia, cognition, and brain structure: A prospective cohort study of 431,699 adults. J Neurochem. 2024;168:26-38.
[13] Matsubara Y, Kiyohara H, Teratani T, et al. Organ and brain crosstalk: the liver-brain axis in gastrointestinal, liver, and pancreatic diseases. Neuropharmacology. 2022;205:108915.
[14] Meroni M, Longo M, Paolini E, et al. A narrative review about cognitive impairment in metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD). J Adv Res. 2025;68:231-40.
[15] Ricken F, Can AD, Graber S, et al. Post-translational modifications glycosylation and phosphorylation of the major hepatic plasma protein fetuin-A are associated with CNS inflammation in children. PLoS One. 2022;17:e0268592.
[16] Yan Y, Rato C, Rohland L, et al. MANF antagonizes nucleotide exchange by the Endoplasmic reticulum chaperone bip. Nat Commun. 2019;10:541.
[17] Lam V, Takechi R, Pallebage-Gamarallage MM, et al. The intestinal blood-brain barrier axis: a novel therapeutic target in Alzheimer's disease. Alzheimers Dement. 2021;17:e054456.
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本文由"老马文献精读"系列原创发布
原文:Song D, Li Y, Yang LL, et al. Bridging systemic metabolic dysfunction and Alzheimer's disease: the liver interface. Mol Neurodegener. 2025;20:61.