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橙黄决明素改善肥胖并保护肝脏炎症:线粒体损伤修复的新机制
《Chinese Medicine》:Aurantio-obtusin improves obesity and protects hepatic inflammation by rescuing mitochondrial damage in overwhelmed brown adipose tissue
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年03月26日 来源:Chinese Medicine 5.3
在当今社会,肥胖已如同一场席卷全球的 “健康风暴”,世界卫生组织将其认定为全球流行病。它就像一个隐藏在身体里的 “定时炸弹”,不仅会导致体重不受控制地增加,还常常与慢性、低度全身性炎症相伴相生,引发一系列代谢疾病,如心血管疾病、非酒精性脂肪性肝病、胰岛素抵抗和糖尿病等。据预测,到 2030 年,全球 57.8% 的成年人口将超重或肥胖,这无疑给人类健康带来巨大威胁,也给医疗系统造成沉重的经济负担。
脂肪组织在人体代谢中起着至关重要的作用,它如同一个复杂的 “化工厂”,调节着全身的代谢稳态,并产生多种脂肪因子、细胞因子和其他内分泌化学物质。棕色脂肪组织(BAT)释放的分子在调节其他关键器官的代谢表型方面发挥着重要作用,与肝脏之间存在复杂的相互调节关系。然而,在肥胖领域,线粒体在 BAT 中的变化以及它如何释放损伤物质加重肝脏损伤,目前还存在诸多未知。
橙黄决明素(Aurantio-obtusin,AO)作为一种从决明子中提取的特殊蒽醌成分,近年来在调节脂质代谢和肥胖相关疾病方面备受关注。已有研究表明,AO 具有多种药理作用,如抗炎、抗氧化和降压等。但 AO 调节 BAT 与肝脏之间病理生理联系的机制,以及对 BAT 线粒体功能障碍的潜在影响,在很大程度上尚未被探索。
为了深入了解这些问题,北京中医药大学的研究人员开展了一系列研究。他们的研究成果发表在《Chinese Medicine》杂志上,为肥胖治疗提供了新的思路和理论依据 。
研究人员采用了多种关键技术方法。在动物实验方面,建立了高脂肪高糖(HFHS)饮食诱导的肥胖小鼠模型,以及 BAT 切除 - 移植模型。通过给小鼠进行不同的饮食干预和药物处理,观察各项生理指标的变化。在细胞实验方面,培养了原代 BAT 细胞和小鼠肝细胞系 AML12 细胞,对细胞进行不同处理后,检测相关指标。同时,运用 RNA 测序分析、免疫荧光染色、蛋白质免疫印迹、透射电子显微镜等技术,从分子、细胞和组织层面深入探究 AO 的作用机制。
下面来看具体的研究结果:
AO 增加 BAT 产热并减轻肥胖小鼠肝脏炎症:研究人员通过建立 HFHS 饮食诱导的肥胖小鼠模型,发现 AO 能够显著抑制小鼠体重增加,增加 BAT 重量,减少白色脂肪组织(WAT)重量,改善肝脏脂肪变性。在急性冷暴露实验中,AO 处理组小鼠体温下降较慢,表明 AO 促进了 BAT 的产热。此外,AO 还降低了血清和肝脏中多种脂质指标以及肝内 cGAS/STING 通路相关分子的表达,减轻了肝脏炎症。
供体小鼠 AO 处理可保护受体小鼠免受肥胖小鼠 BAT 诱导的肝脏炎症:研究人员将不同处理的供体小鼠的 BAT 移植到受体小鼠体内。结果发现,移植肥胖小鼠来源的 BAT 会导致受体小鼠肝脏出现炎症和坏死,而移植 AO 处理的肥胖小鼠来源的 BAT 则可保护受体小鼠免受这些影响,维持较高的核心体温,降低肝脏炎症相关分子的表达。
AO 处理的瘦小鼠 BAT 移植可保护受体小鼠免受 HFHS 诱导的肥胖和肝脏炎症:将 AO 处理的瘦小鼠的 BAT 移植到 HFHS 饮食喂养的受体小鼠体内,能够降低受体小鼠的体重,改善 WAT 和肝脏的病理变化,增加 BAT 的温度和核心体温,降低血清和肝脏中的脂质指标和炎症相关分子的表达。而移植 AO 处理的瘦小鼠的 WAT 对受体小鼠的影响较小,表明在 AO 的降脂作用中,肝脏与 BAT 之间的潜在通讯网络比 WAT 更重要。
AO 抑制 BAT 中过度的氧化应激和 mtDNA 泄漏:对 AO 处理的 BAT 进行 RNA 测序分析发现,AO 显著上调了脂质代谢和抗氧化应激相关基因的表达,下调了氧化应激相关基因的表达。实验测量结果显示,AO 增加了 BAT 组织中 SOD 水平,降低了 MDA 水平和 ROS 水平,抑制了 mtDNA 的释放。在体外实验中,AO 也表现出类似的效果,并且抑制了 mPTP 的开放。
AO 保护 BAT 释放的 DNA 富集的 EVs,改善 STING 依赖的肝脏炎症:研究人员用 OAPA 和 / 或 AO 处理原代 BAT 细胞,收集条件培养基(CM)培养 AML12 细胞。结果表明,OAPA 处理的 BAT 细胞的 CM 会诱导 AML12 细胞炎症,而 AO 处理可保护 BAT 细胞,其 CM 不会引起炎症。进一步研究发现,BAT 释放的 DNA(很可能是 mtDNA)通过 EVs 运输到肝脏,激活 cGAS/STING 通路,引发肝脏炎症,而 AO 能够抑制这一过程。
AO 通过降低 CypD 的乙酰化和抑制 ANT 功能来阻止 mPTP 的开放:在氧化应激条件下,mtDNA 的释放与 mPTP 的开放密切相关。研究发现,AO 显著抑制了 HFHS 饮食对 PCSK9、SIRT3、ANT 等基因转录和翻译的刺激作用,降低了 CypD 的乙酰化水平,抑制了 mPTP 的开放,减少了 DNA 的泄漏和 STING 依赖的炎症反应。
AO 通过促进 PINK1/Parkin 介导的线粒体自噬和抑制 VDAC1 寡聚化来阻止 mPTP 的开放:研究发现,AO 能够促进 BAT 中的线粒体自噬,增加线粒体自噬相关基因的表达。同时,AO 抑制了 VDAC1 的表达和寡聚化,促进了 VDAC1 的泛素化,从而保护线粒体稳态,抑制 mtDNA 的释放。
在讨论部分,研究人员指出肥胖问题日益严重,急需有效的治疗方法。本研究表明 AO 在体内外均具有改善脂质积累和抗肥胖的作用,它通过调节多个靶点和通路,保护线粒体稳态,阻断 mtDNA 从 BAT 到肝脏的传递,减轻肝脏炎症。这为肥胖治疗提供了新的靶点和理论依据,不过 AO 对 BAT 与肝脏之间相互作用的影响还需要进一步研究 。
总的来说,该研究揭示了 AO 改善肥胖和保护肝脏炎症的新机制,为肥胖治疗开辟了新的方向。未来,有望基于这些发现开发出更有效的肥胖治疗策略,为全球肥胖患者带来新的希望。
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