今天介绍的文献是北大医学部最近发表在国产期刊Signal Transduction and Targeted Therapy上的研究论著，研究探讨的是非酒精性脂肪肝病（NAFLD）（研究疾病）的潜在分子机制，发现并验证了RIMKLA（主要创新分子）通过半胱氨酸（Hcy）代谢（研究角度）抑制肝细胞内脂质合成和摄取的功能和作用方式。
研究背景
非酒精性脂肪肝病（NAFLD）是一个日益严重的全球公共卫生问题，其疾病谱包括从简单的脂肪肝到非酒精性肝炎（NASH）、肝硬化甚至肝细胞癌（HCC）。目前，全球约有25%的人口受到NAFLD的影响，不同地区的患病率从非洲的13%到南亚的42%不等，预计到2030年主要国家的患病率可能上升至56%。NAFLD与糖尿病、肝病等疾病高度相关，已成为一个主要的公共健康问题，因此，深入研究其潜在机制具有重要意义。
同型半胱氨酸（Hcy）是一种含硫氨基酸，其代谢主要在肝脏和肾脏中进行。Hcy的清除依赖于再甲基化和转硫化途径，这些途径由包括甲硫氨酸合成酶（MS）、甜菜碱-同型半胱氨酸S-甲基转移酶（BHMT）和胱硫醚β-合成酶（CBS）在内的三种酶控制。这些酶表达的降低会导致血清Hcy水平升高，引发高同型半胱氨酸血症（HHcy），这是许多疾病（包括代谢性疾病）的重要风险因素。在人类和动物的NAFLD中，HHcy与疾病进展相关。因此，Hcy在触发失调的葡萄糖和脂质代谢中的确切机制及作用，需要进一步的深入研究。
研究探讨的非酒精性脂肪肝病（NAFLD）（研究疾病）的潜在分子机制，发现并验证了RIMKLA（主要创新分子）通过半胱氨酸（Hcy）代谢（研究角度）抑制肝细胞内脂质合成和摄取的功能和作用方式：RIMKLA通过磷酸化BHMT1（直接靶基因）的Thr45位点（具体修饰位点），激活BHMT1后降低同型半胱氨酸（Hcy）水平（氨基酸代谢），抑制Hcy诱导的AP1活化及FASN/CD36表达（下游信号通路和效应靶点），从而抑制肝细胞内脂质合成和摄取（疾病的直接病理过程）。
前面我们说过，在所有的研究成文发表后，看起来都是很容易的，但是研究的难点通常在于“怎么办和为什么？”这些问题的处理上。
下面我们先看简单的研究内容介绍：研究团队首先通过GIC工具筛选重要基因，发现RIMKLA在NAFLD中表达下调，随后通过在细胞和动物模型中过表达或敲除RIMKLA，观察其对NAFLD进程的影响，结果发现RIMKLA可抑制NAFLD进程。
研究团队进一步探究了RIMKLA对BHMT1的磷酸化作用及其对Hcy水平的调控，并阐明了RIMKLA-BHMT1轴在脂质合成和摄取中的作用。
最后，通过分子对接和酶动力学分析，研究团队揭示了RIMKLA对BHMT1活性的直接调控机制。
下面我们看看这些问题：
1. 研究的主要疾病和研究角度是什么？
研究的主要疾病是非酒精性脂肪肝病（NAFLD），研究角度集中在探索RIMKLA在调节葡萄糖和脂质代谢中的作用，以及其在NAFLD发病机制中的功能。特别是研究关注了RIMKLA如何通过调节BHMT1的活性来影响Hcy水平，进而影响肝脏脂肪变性。
2. 研究的关键分子RIMKLA是如何筛选得到的？
RIMKLA是通过先前开发的Gene Importance Calculator (GIC，http://www.cuilab.cn/gic)工具筛选得到的。该工具基于关键核苷酸序列特征预测蛋白质编码mRNA的重要性。在筛选具有很少或没有功能注释的蛋白质编码基因时，RIMKLA被预测为一个具有潜在重要性的基因。
3. 如何确定BHMT1是RIMKLA的靶基因，以及如何证明两者的作用关系？
通过免疫共沉淀实验和质谱分析，研究人员发现BHMT1是与RIMKLA相互作用的分子之一，进一步的Co-IP和Western blot分析证实了RIMKLA与BHMT1之间的直接相互作用，并且这种相互作用在RIMKLA过表达时增强。此外，RIMKLA过表达增加了BHMT1的酶活性，而不影响其mRNA和蛋白水平，表明RIMKLA可能通过蛋白质修饰激活BHMT1。
4. BHMT1激活后如何降低同型半胱氨酸（Hcy）水平？
BHMT1激活后能够将Hcy转化为甲硫氨酸（Met），从而降低Hcy水平。RIMKLA通过磷酸化BHMT1的Thr45位点来激活BHMT1，这一磷酸化事件增加了BHMT1的酶活性，促进了Hcy的清除。
5. Hcy如何诱导AP1活化及FASN/CD36表达？
Hcy通过激活转录因子AP1来诱导FASN和CD36的表达。AP1是一个由c-Fos和c-Jun亚基组成的异二聚体，在糖尿病小鼠中AP1活性增加。Hcy处理的肝细胞中AP1磷酸化增加，并且FASN和CD36的表达也随之增加。此外，RIMKLA过表达抑制了AP1活性，而BHMT1的沉默则增加了AP1磷酸化、FASN和CD36的表达以及脂质沉积，表明RIMKLA通过抑制Hcy诱导的AP1活化来减少FASN和CD36的表达。
最后，我们看到这项研究没有涉及到“科研热点”，但是逻辑非常清晰：
研究疾病和病理过程为：非酒精性脂肪肝病（NAFLD）中肝细胞的脂质合成和摄取，选的角度为半胱氨酸（Hcy）代谢（这是后续确定的）；
主要创新分子为RIMKLA，而RIMKLA是核糖体修饰蛋白样家族成员，从功能上似乎没有体现出核糖体修饰的有关作用；
在具体作用方式上，RIMKLA是通过与BHMT1结合后介导其磷酸化活化实现的，且确定了具体的磷酸化位点，接下来是对BHMT1对半胱氨酸（Hcy）代谢的影响，以及半胱氨酸（Hcy）对AP1-FASN/CD36的影响。因此总的分子信号轴是：RIMKLA磷酸化）BHMT1——BHMT1调控半胱氨酸（Hcy）代谢——半胱氨酸（Hcy）代谢激活转录因子AP1——AP1诱导FASN和CD36的转录，涉及的分子生化过程包括了“蛋白间互作的磷酸化修饰”、“关键酶调控氨基酸代谢”、“氨基酸代谢对转录因子的活化”、以及“转录因子对靶基因的调控”。
所以虽然科研热点上“平平无奇”，但逻辑非常清晰，具体挽救实验也证实了分子调控轴的关键必要作用，大家申报国自然设计研究方案的时候可以重点参考。
如果大家有基金申请或者课题思路上的疑问，
