胆固醇是构成细胞膜、合成维生素D和性激素的必需原料。但它也是导致动脉粥样硬化、诱发心肌梗死和脑卒中的“元凶”之一。通常来说,胆固醇被分为高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)。血液中过多的LDL-C会沉积在血管壁上,形成斑块。

而肝脏细胞表面的低密度脂蛋白受体(LDLR)能将血液中漂浮的LDL-C颗粒捕捉回肝细胞内进行分解代谢,从而维持血液中胆固醇的平衡。然而,长期摄入高胆固醇的饮食,会显著降低肝脏中LDLR的数量,导致血液中的“坏”胆固醇越积越多。但高胆固醇饮食究竟是如何破坏LDLR的,其背后的分子机制一直是个谜。

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自然》期刊的一项新研究发现,高胆固醇饮食能够破坏肝细胞内部的运输系统,将LDLR强行送往溶酶体进行分解,这一过程会导致LDLR的数量大量减少。其中,一个名为Ral的蛋白在此过程发挥了关键作用,而通过抑制剂破坏Ral蛋白的功能,可以显著恢复肝脏的胆固醇清除能力,这为治疗高胆固醇血症提供了新的靶点和方向。

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研究中,作者让部分小鼠持续摄入含有高胆固醇的饮食。结果一段时间后,他们发现小鼠肝脏已经处于高浓度胆固醇的环境,并且肝脏细胞中的RAS蛋白被激活,进而促进其下游的Ral蛋白功能异常活跃。

当他们在小鼠肝脏中特异性激活Ral蛋白后,观察到了与高胆固醇饮食相同的后果:小鼠肝脏的LDLR表达量大幅减少,血液中的LDL-C水平显著升高,胆固醇清除能力严重受损。

那么,Ral蛋白究竟是如何让LDLR消失的呢?

正常情况下,LDLR在捕获LDL-C后会顺势进入肝细胞内部。随后,它面临两条路:一条是“回收路线”,即通过SNX17等蛋白的帮助,将LDLR重新运回细胞表面,继续执行清除任务;另一条是“降解路线”,即被送入溶酶体彻底分解。

而被激活的Ral蛋白恰好将LDLR推向了异常降解的结局。一方面,它能与LDLR的胞内尾端结合,强行拆散了LDLR与SNX17的相互作用,堵死了“回收路线”;另一方面,它通过自身组装的复合物,将LDLR推入“降解路线”。更为关键的是,Ral蛋白还促进了溶酶体中特定组织蛋白酶的功能,专门负责分解LDLR。

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研究团队还发现这条通路在人类胆固醇代谢中同样扮演着重要角色。例如,编码一种RAS蛋白的KRAS基因的遗传变异与人群中的胆固醇水平显著相关;编码Ral通路的关键蛋白的REPS1基因,它的变异与LDL-C水平变化密切相关。这些证据暗示着,这条新发现通路在调节人体胆固醇稳态中也具有潜在的生理意义。

在细胞和小鼠模型中,研究者测试了现有的Ral抑制剂的作用。结果显示,抑制Ral活性能有效阻止LDLR的降解,恢复肝脏细胞表面LDLR的数量,显著增强对血液中LDL-C的清除能力。这也为降脂、治疗高胆固醇血症提供了新的药物靶点和思路。

参考资料:

[1] Feng, X., Zhang, S., Wang, Y. et al. Dietary cholesterol activates a Ral-dependent pathway driving LDLR turnover. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10697-z

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