IF50.5｜肝星状细胞通过RSPO3调控肝分区、大小与功能

肝星状细胞不仅是纤维化元凶，还通过RSPO3维持肝脏代谢分区与再生。

这篇按生信解读号的读法拆：先看背景和问题，再看作者怎么做、做出了哪几条硬发现，最后把数据和代码收走。

研究背景

肝脏执行碳水化合物、蛋白质代谢及解毒等核心功能，这些功能由肝细胞以分区依赖性方式完成。肝细胞位于复杂微环境中，肝窦内皮细胞促进代谢交换，胆管细胞运输胆汁酸，Kupffer细胞抵御肠道细菌。肝星状细胞（HSCs）以储存维甲酸和介导纤维化闻名，但其在健康肝脏中的稳态功能长期被忽视。HSCs位于Disse间隙，具有长突起和丰富的配体-受体库，与肝细胞紧密接触，提示其可能调控肝细胞功能。WNT/β-catenin信号是肝脏分区和功能的主调控因子，但HSCs是否通过WNT通路影响肝细胞尚不清楚。

科学问题

卡在哪里： 既往HSC耗竭研究因方法特异性低或效率不足，结果不一致。HSCs是否在纤维化之外调控肝细胞功能、肝脏分区和再生，以及其分子介质是什么，缺乏明确证据。

本文要回答： 本文旨在解析HSCs在健康肝脏中的非纤维化功能，鉴定其调控肝细胞的关键分泌因子，并阐明其在肝病中的临床意义。

技术路线

作者主要用了：scRNA-seq、snRNA-seq、空间转录组、RNA-seq、流式分选、条件性基因敲除。

作者首先利用Lrat-cre介导的iDTR系统高效特异耗竭HSCs，观察肝脏表型变化。随后通过RNA-seq和通路分析锁定WNT信号改变，结合CellPhoneDB配体-受体分析筛选出HSC来源的RSPO3作为候选介质。进一步构建HSC特异性Rspo3敲除小鼠，验证其对肝脏分区、再生和损伤的影响。最后利用人类snRNA-seq和临床队列数据，评估RSPO3在肝病中的动态变化及预后关联。

图 1　Fig. 1。图1展示HSC耗竭对肝脏再生的影响。a部分显示DT处理后HSC标记物Lrat和Ccnd1 mRNA下降，肝脏/体重比降低。b部分70% PHx后，HSC耗竭小鼠Ki-67+肝细胞显著减少。c部分TCPOBOP诱导增殖后同样受损。d-f显示APAP、CCl4损伤减轻而烯丙醇损伤加重。g-h体外共培养证明HSC通过可溶性因子促进肝细胞增殖。

核心亮点

亮点 1｜HSC耗竭改变肝脏分区与再生

HSC耗竭后，肝脏变小，肝细胞增殖相关基因Ccnd1下调。70%部分肝切除后，再生显著受损，Ki-67+和cyclin D1+肝细胞减少，但后期出现代偿性过度增殖。对乙酰氨基酚（APAP）和CCl4诱导的中央周围损伤减轻，而门静脉周围毒素烯丙醇则加重损伤。这些表型与肝分区改变一致：中央周围区（zone 3）标志物CYP2E1、CYP1A2、RGN表达下降且区域缩窄，门静脉周围区（zone 1）标志物CYP2F2、HAL区域扩张。空间转录组证实了分区重构。

图 2　Fig. 2。图2展示HSC耗竭改变肝细胞代谢分区。a-b RNA-seq和qPCR显示Cyp1a2、Cyp2e1等中央周围基因下调，Cyp2f2等门静脉周围基因上调。c IHC证实CYP2E1、CYP1A2蛋白表达下降。d-e分区定量显示zone 3缩窄、zone 1扩张。f空间转录组热图直观展示分区改变。g-h显示增殖和坏死改变主要发生在中间区。

亮点 2｜RSPO3是HSC调控肝细胞的关键因子

CellPhoneDB分析显示RSPO3-LGR4/5是HSC与肝细胞间排名靠前的配体-受体对。Rspo3在HSCs中高表达，且沿中央静脉至门静脉呈梯度分布。HSC耗竭后Rspo3显著下降，并与WNT靶基因Cyp1a2、Cyp2e1表达相关。HSC特异性Rspo3敲除（Rspo3ΔHSC）小鼠重现了HSC耗竭的表型：肝脏变小、WNT靶基因下调、分区改变。内皮细胞特异性Rspo3敲除则仅影响最靠近中央静脉的肝细胞层（如GS、OAT表达），不影响肝脏大小和整体分区，表明HSC和EC来源的RSPO3具有不同的空间调控功能。

图 3　Fig. 3。图3鉴定RSPO3为关键介质。a GSEA显示WNT通路在HSC耗竭后下调。b CellPhoneDB显示RSPO3-LGR4/5是HSC-肝细胞重要互作对。c snRNA-seq显示Rspo3在HSCs中高表达。d RNAscope证实Rspo3与HSC标记共定位。f显示Rspo3沿中央-门静脉梯度表达。g-i HSC特异性Rspo3敲除小鼠重现肝脏变小、WNT靶基因下调和分区改变。

亮点 3｜Rspo3缺失加剧慢性肝病

Rspo3ΔHSC小鼠在酒精相关肝病（ALD）和代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）模型中表现出更严重的脂肪变性、肝损伤和纤维化，并出现更多肿瘤。在APAP和CCl4急性损伤中，Rspo3缺失反而减轻损伤，这与β-catenin在急性毒性损伤中的促损伤作用一致。代谢组学显示Rspo3ΔHSC小鼠胆汁酸水平升高，空间代谢成像显示中央周围甘油三酯积累。这些结果提示RSPO3在慢性肝病中具有保护作用。

图 4　Fig. 4。图4展示Rspo3ΔHSC小鼠的再生与损伤表型。a 70% PHx后Ki-67+和cyclin D1+肝细胞减少。b-c APAP和CCl4损伤减轻，生存率提高。d烯丙醇损伤加重。e分区定量显示中间区改变最明显。f-g ALD和MASLD模型中脂肪变性、纤维化和肿瘤增加。h DESI质谱成像显示中央周围甘油三酯积累。

亮点 4｜RSPO3在肝病中动态下调并与预后相关

在多种肝纤维化模型和人类MASLD、酒精性肝硬化、酒精性肝炎样本中，HSCs的RSPO3表达随疾病进展显著下降，且与HSC激活状态负相关。TGFβ1/2/3可抑制HSCs中Rspo3表达。人类snRNA-seq证实RSPO3-LGR4是HSC-肝细胞间重要互作对，且HSC中RSPO3表达与肝细胞中WNT靶基因CYP1A2、CYP2E1正相关。临床队列分析显示，高RSPO3表达与MASLD患者较低的死亡率、肝细胞癌和肝脏相关事件风险相关。

图 5　Fig. 5。图5展示RSPO3在肝病中的动态调控。a-b CCl4和HF-HFD模型中HSCs的Rspo3表达下降。c纤维化消退时Rspo3恢复。d TGFβ抑制原代HSCs中Rspo3表达。e-f人类snRNA-seq证实RSPO3在HSCs中富集且RSPO3-LGR4是重要互作对。g-i人类肝病中HSCs的RSPO3随纤维化进展下调。j-l临床队列显示RSPO3与WNT靶基因正相关，且高表达与更好预后相关。

生信可带走

这一块是给做分析的人用的，不是科普点缀。

• 方法栈： scRNA-seq、snRNA-seq、空间转录组、RNA-seq、流式分选、条件性基因敲除
• 公开数据： 原文未给出公开组学登录号
• 代码： 原文未给出公开 GitHub/GitLab 仓库
• 谁该点开原文： 研究肝脏微环境、WNT信号、代谢性肝病或细胞间通讯的生信与实验人员。

带走一句

做肝脏单细胞或空间分析时，别只把HSCs当纤维化细胞；它们通过RSPO3-WNT轴主动塑造肝细胞分区和功能，疾病中这一信号的丢失可能是代谢紊乱的驱动因素。