PNPLA3 I148M点突变小鼠与人源化小鼠模型——MASLD/MASH药物评价的关键工具

PNPLA3 I148M是MASLD/MASH领域验证最充分的遗传风险位点。围绕该靶点，阿斯利康AZD2693（ASO）已推进至II期临床，Arrowhead/Madrigal的ARO-PNPLA3（siRNA）在I期试验中单次给药降低肝脏脂肪高达46%，辉瑞小分子PF-07853578则已终止开发。在临床前研究中，携带I148M的点突变小鼠和肝脏特异性过表达的人源化小鼠模型是评价这些候选药物药效的核心工具。南模生物围绕PNPLA3靶点构建了多款遗传修饰动物模型，其中HSD诱导的肝脏特异性过表达hPNPLA3 I148M模型已展现出类人脂肪变性与纤维化表型。

目录：

PNPLA3概述

靶向PNPLA3治疗策略

PNPLA3靶点药物研发现状（截至2026年）

南模生物相关小鼠模型

代谢相关脂肪性肝病（MASLD）影响着全球约25%的人口，其中20~30%会进一步发展为代谢相关脂肪性肝炎（MASH）。在众多遗传风险因素中，PNPLA3基因上的I148M突变堪称"明星靶点"——2008年Romeo等通过全基因组关联分析（GWAS）发现了它，此后十余年的研究反复验证了它与肝脏脂肪沉积的密切关联。

那么，PNPLA3到底是如何"搞事"的？围绕这个靶点的药物研发走到了哪一步？评价这些候选药物需要什么样的点突变小鼠和人源化小鼠模型？本期，小编就带大家一探究竟。

1. PNPLA3概述

PNPLA3（patatin-like phospholipase domain containing 3）基因编码一种称为adiponutrin的蛋白质，主要在肝脏和脂肪组织中表达，具有甘油三酯水解酶和乙酰辅酶A依赖性溶血甘油三酯酰基转移酶活性，在脂质代谢中发挥重要调控作用。

关于PNPLA3 I148M突变的致病机制，学界经历了认识的不断深化：

功能缺失假说（loss-of-function）：认为I148M突变会降低PNPLA3的甘油三酯水解酶活性，减少甘油三酯的水解。

功能获得假说（gain-of-function）：认为I148M突变会破坏PNPLA3的泛素化和蛋白酶体降解，导致蛋白在脂滴表面积累，形成"占位效应"。

ATGL竞争假说（2025年）：Wang等发表在Journal of Hepatology上的研究发现，PNPLA3可以与肝脏中重要的甘油三酯水解酶ATGL竞争其激活因子ABHD5，从而抑制ATGL介导的脂质水解。正常情况下，PNPLA3的表达随进食而增高，在饥饿状态下则快速降解。I148M突变导致PNPLA3的泛素化降解减少，使其在脂滴表面持续富集，从而持续抑制ATGL活性，导致肝脏中脂质累积，最终驱动肝细胞气球样变、免疫细胞浸润及星状细胞活化，形成脂肪性肝炎-纤维化级联反应。

值得注意的是，上述机制研究高度依赖携带I148M的点突变小鼠模型——通过基因编辑在小鼠内源Pnpla3位点引入I148M点突变，可以忠实模拟人类致病等位基因的行为。

图1. PNPLA3 I148M 遗传变异与肝细胞脂肪肝病关联机制示意图[5]。

2. 靶向PNPLA3治疗策略

PNPLA3 I148M突变作为MASLD的治疗靶点，目前有三大策略方向——基因沉默、小分子抑制和蛋白降解。

图2. 潜在PNPLA3治疗策略示意图[5]。

寡核苷酸药物（RNA干扰）

通过反义寡核苷酸（ASO）或小干扰RNA（siRNA）降低PNPLA3突变蛋白表达，改善肝脏脂肪变性和炎症。

AZD2693（阿斯利康）：一种肝靶向的反义寡核苷酸（ASO）。2025年1月发表于Journal of Hepatology的两项随机I期临床试验结果显示，AZD2693能有效降低PNPLA3 I148M纯合子受试者的肝脏PNPLA3 mRNA（−89%）和肝脂滴上的蛋白质水平，总体耐受性良好，没有出现因不良事件导致停药的情况，也未发生与治疗相关的严重不良事件。截至2026年，AZD2693已进入II期临床试验（NCT05809934）。

ARO-PNPLA3（Arrowhead/Madrigal）：一种GalNAc偶联的肝细胞靶向siRNA，原名JNJ-75220795，由Arrowhead Pharmaceuticals与Janssen合作开发。2024年8月，I期临床试验结果发表于New England Journal of Medicine，在PNPLA3 I148M纯合子MASLD患者中，单次给药即可使肝脏脂肪降低高达46%。2023年，Arrowhead从Janssen收回该项目全部权益；此后，Arrowhead将ARO-PNPLA3授权给Madrigal Pharmaceuticals继续推进临床开发。

图3. AZD2693临床结果概述[6]。

小分子药物

PF-07853578（辉瑞）：一种靶向PNPLA3 I148M突变体的小分子共价抑制剂，通过分子氨基甲酸酯基团与PNPLA3 I148M变体共价结合，促使突变蛋白从脂滴中清除并经蛋白酶体途径降解。该药曾完成I期临床试验（NCT05890105），但辉瑞已于2025年宣布终止该项目的进一步开发。

蛋白降解（PROTAC）

尽管目前尚无基于PROTAC（蛋白水解靶向嵌合体）技术的临床在研药物，但一项关键临床前研究成功开发了靶向PNPLA3的降解剂PROTAC 3。该分子结构包含两个关键域：E3泛素连接酶招募域和靶蛋白结合域。结果表明，在表达人源PNPLA3 148M突变蛋白的小鼠肝脏中，PROTAC 3处理显著降低突变蛋白水平，并改善了与突变蛋白表达相关的脂肪肝病。这项研究中所使用的正是表达人源突变蛋白的人源化小鼠模型。

图4. PROTAC介导的Halo-PNPLA3(148M)蛋白降解显著降低肝脏甘油三酯[7]。

3. PNPLA3靶点药物研发现状

尽管截至2026年全球尚未有靶向PNPLA3的药物获批上市，但该靶点因其在MASLD致病机制中的核心地位，已成为肝病领域具有潜力的突破方向之一。从研发趋势来看，siRNA/ASO等小核酸药物通过精准靶向PNPLA3 I148M突变等位基因，显著降低致病蛋白表达，已占据临床开发的主导地位。

值得关注的是，这一赛道正经历格局变化：辉瑞终止了小分子抑制剂PF-07853578的开发；而Madrigal Pharmaceuticals通过引进ARO-PNPLA3加入竞争，加上阿斯利康的AZD2693稳步推进至II期临床，PNPLA3靶向RNA干扰疗法成为该领域的主流路径。PNPLA3 I148M纯合子在中重度MASH纤维化患者中富集，这为基因分型指导下的精准治疗定位提供了依据。

而在临床前阶段，无论是ASO/siRNA还是PROTAC，都离不开合适的遗传修饰动物模型来进行药效验证——Pnpla3 I148M点突变小鼠用于验证靶点机制，人源化小鼠模型则用于直接评价靶向人PNPLA3序列的候选药物。

表1. 部分靶向PNPLA3靶点药物研发进展（截至2026年）

药物名称公司类型作用机制临床阶段状态

AZD2693阿斯利康ASO靶向PNPLA3 mRNAII期进行中

ARO-PNPLA3Madrigal/ArrowheadsiRNA（GalNAc偶联）靶向PNPLA3 mRNAI期已完成授权Madrigal推进

PF-07853578辉瑞小分子共价抑制剂促进PNPLA3 I148M降解I期已完成已终止

PROTAC 3学术研究PROTACE3泛素连接酶介导降解临床前研究阶段

数据来源：ClinicalTrials.gov、公司公告、已发表文献

4. 南模生物相关小鼠模型

南模生物长期致力于药物靶点人源化模型研究，针对PNPLA3开发了一系列遗传修饰动物模型，包括点突变小鼠和人源化小鼠模型，可用于MASLD临床前研究和药效评价。

表1. PNPLA3相关靶点人源化小鼠

Smagris等[8]人的研究中指出，仅在高糖饮食（high-sucrose diet，HSD）诱导下，PNPLA3 I148M/I148M小鼠才出现明显的肝脂肪变性表型。基于此，南模生物构建了HSD诱导的肝脏特异性过表达人源PNPLA3 I148M模型（目录号：NM-XA-242889），该模型表现出类人的肝脏脂肪变性特征，在高糖诱导下TG、T-CHO含量显著增加，并伴随脂肪变性及纤维化。

此外，南模生物也在肝脏特异性过表达人源PNPLA3 I148M模型上通过GAN饮食诱导构建了MASH模型。

以上模型均适用于MASLD/MASH发病机制研究、靶向PNPLA3的新药药效评价及肝病治疗策略开发。

以HSD诱导的肝脏脂肪变性为例：

图5. qPCR检测肝脏中人PNPLA3的表达。

结果显示，R26-CAG-LSL-hPNPLA3-I148M-EGFP; Alb-cre-Tg小鼠成功表达人PNPLA3。

图6. HSD诱导6周后各组小鼠肝脏中甘油三酯（TG）和总胆固醇（T-CHO）含量。

结果显示，HSD饮食诱导下，肝脏特异性过表达hPNPLA3 I148M小鼠TG、T-CHO含量显著增加（G3，G5）。

图7. HSD诱导6周后各组小鼠H&E染色代表图。

结果显示，HSD饮食诱导下，肝脏特异性过表达hPNPLA3 I148M小鼠出现明显脂肪空泡（G3，G5）。

图8. HSD诱导6周后各组小鼠Masson染色代表图。

结果显示，HSD饮食诱导下，肝脏特异性过表达hPNPLA3 I148M小鼠出现纤维化（G3，G5）。

图9. HSD诱导6周后各组小鼠油红O染色代表图。

结果显示，HSD饮食诱导下，肝脏特异性过表达hPNPLA3 I148M小鼠出现明显脂滴（G3，G5）。

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关于我们

上海南方模式生物科技股份有限公司（Shanghai Model Organisms Center, Inc.，简称"南模生物"），成立于2000年9月，是一家上交所科创板上市高科技生物公司（股票代码：688265），始终以编辑基因、解码生命为己任，专注于模式生物领域，打造了以基因修饰动物模型研发为核心，涵盖多物种模型构建、饲养繁育、表型分析、药物临床前评价等多个技术平台，致力于为全球高校、科研院所、制药企业等客户提供全方位、一体化的基因修饰动物模型产品解决方案。

参考文献

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Wang Y, Hong S, Hudson H, et al. PNPLA3(148M) is a gain-of-function mutation that promotes hepatic steatosis by inhibiting ATGL-mediated triglyceride hydrolysis. J Hepatol. 2025;82(5):871-881.

Cherubini A, Casirati E, Tomasi M, Valenti L. PNPLA3 as a therapeutic target for fatty liver disease: the evidence to date. Expert Opin Ther Targets. 2021;25(12):1033-1043.

Armisen J, Rauschecker M, Sarv J, et al. AZD2693, a PNPLA3 antisense oligonucleotide, for the treatment of MASH in 148M homozygous participants: Two randomized phase I trials. J Hepatol. 2025;83(1):31-42.

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Smagris E, BasuRay S, Li J, et al. Pnpla3I148M knockin mice accumulate PNPLA3 on lipid droplets and develop hepatic steatosis. Hepatology. 2015;61(1):108-118.

Phase 1 Trials of PNPLA3 siRNA in I148M Homozygous Patients with MAFLD. N Engl J Med. 2024;391(5):475-476.