人参皂苷Rk1通过PFKFB2介导的有氧糖酵解过程抑制肝星形细胞的上皮-间充质转化

《Chemico-Biological Interactions》：Ginsenoside Rk1 suppresses the epithelial-mesenchymal transition of hepatic stellate cells via PFKFB2-mediated aerobic glycolysis

人参皂苷Rk1通过靶向PFKFB2抑制有氧糖酵解和STAT3磷酸化，从而阻断肝星状细胞（HSC）的EMT过程和激活，有效逆转CCl4诱导的肝纤维化。

　　

李梦园|朱婷迪|姜峰|张伟志|高玉香|沈梦婷|于静璐|郑建建

中国浙江省温州市温州医科大学第一附属医院智能癌症生物标志物发现与转化重点实验室，325000

摘要

如果不进行治疗，肝纤维化可能会进展为肝硬化或肝癌。肝星状细胞（HSC）的激活在肝纤维化的发展中起着关键作用，这一过程可能由上皮-间质转化（EMT）促进。人参皂苷Rk1（GRk1）具有抗炎和抗肿瘤的特性，但其对纤维化的影响仍不清楚。本研究在CCl₄诱导的肝纤维化小鼠和原代HSC中探讨了GRk1对HSC激活及肝纤维化的抑制作用及其机制。分子对接分析验证了PFKFB2与GRk1之间的相互作用。此外，还对GRk1处理的HSC进行了RNA序列分析和蛋白质组乳酸化分析。结果表明，GRk1可减轻CCl₄诱导的肝纤维化和HSC激活，并抑制HSC的EMT。值得注意的是，GRk1通过靶向PFKFB2抑制了有氧糖酵解及其产生的乳酸，而这种抑制作用可被PFKFB2的过表达所逆转。进一步实验表明，STAT3的K161位点是GRk1抑制STAT3乳酸化的关键。GRk1处理还导致STAT3核表达减少，TGF-β1表达下降，并抑制EMT过程，最终抑制HSC激活。总之，本研究表明GRk1通过直接靶向PFKFB2抑制有氧糖酵解，进而抑制STAT3的乳酸化及核转位，最终抑制HSC的EMT和激活。

引言

肝纤维化是由多种因素引起的肝脏组织结构改变的病理现象，最终导致肝功能受损[1]。随着纤维化程度的加深，它可能进展为肝硬化或肝细胞癌（HCC）[2]。在肝纤维化过程中，肝星状细胞（HSC）会被激活。增强HSC的失活可以延缓肝纤维化的进展。例如，GDF10可以抑制HSC的激活和肝纤维化[3]。上皮-间质转化（EMT）是指上皮细胞向间质细胞的可逆转变[4]，该过程参与HSC的激活并产生细胞外基质（ECM）。胶原蛋白的上调是肝纤维化的主要特征[5]。因此，阻止EMT过程是抑制HSC激活、从而缓解肝纤维化的有效策略。

有氧糖酵解（也称为Warburg效应）是指即使在氧气充足的情况下，细胞也主要利用糖酵解途径进行葡萄糖代谢的过程[6]，最终导致糖酵解活性增加和细胞呼吸减少[7]。最近的研究表明有氧糖酵解对HSC激活具有重要意义[8]，抑制有氧糖酵解可以有效阻断HSC的激活[9]。有趣的是，增强的有氧糖酵解会促进乳酸的积累。

乳酸曾经被视为代谢废物，但现在已证实它参与了疾病的发展。例如，乳酸作为乳酸化的底物——这是一种新发现的翻译后修饰，其中乳酸分子或乳酸基团与组蛋白或非组蛋白中的赖氨酸（K）残基共价结合形成赖氨酸乳酸化（Kla）[10]。乳酸化修饰会导致HSC中蛋白质的功能重塑，从而影响与纤维化相关的基因转录和HSC的激活状态[8]。因此，针对HSC激活相关蛋白质的乳酸化可能是治疗肝纤维化的有希望的方法。

人参是一种备受推崇的中国草药，以其多样的药理作用而闻名[11]。其主要活性成分是人参皂苷[12]。人参皂苷Rk1（GRk1）主要来源于红参，具有抗凋亡、抗炎和抗肿瘤作用[13]，其抗肿瘤作用已在肝癌等癌症中得到证实[14]。此外，GRk1治疗有助于减轻肝脏损伤和毒性[15]。然而，GRk1可能的抗肝纤维化特性尚未得到充分研究。本文探讨了GRk1对HSC激活和肝纤维化的潜在作用。

材料

GRk1（HPLC ≥ 99%；HY-N2515）购自MedChemExpress（美国新泽西州）（图1A）。Sigma-Aldrich（美国圣路易斯）提供了四氯化碳（CCl₄）、姜黄素（Cur）、2-DG及其他试剂。

动物实验

通过每周两次腹腔注射CCl₄（橄榄油中的浓度为10%，每只小鼠7 μL）在C57BL/6J小鼠中建立肝纤维化模型，持续8周。对照组接受相同量的橄榄油[16]。GRk1组每天接受GRk1（10 mg/kg或20 mg/kg）的灌胃剂量

GRk1在体内减轻肝纤维化

为了研究GRk1对肝纤维化的治疗潜力，在CCl₄引起的肝纤维化模型中使用了GRk1和姜黄素（一种治疗肝纤维化的药物）（图1B）。显然，CCl₄组小鼠的体重减轻。然而，在接受GRk1或姜黄素治疗后，体重减轻现象有所改善（图1C）。此外，GRk1或姜黄素还能抑制CCl₄引起的ALT和AST升高（图1D和图1E）。

讨论

在HSC激活过程中，静息的HSC会转化为肌成纤维细胞，分泌ECM并进一步促进肝纤维化[20]。EMT过程对HSC的激活至关重要。因此，干扰HSC的EMT有助于抑制HSC的激活和肝纤维化。本研究表明，GRk1通过抑制EMT来抑制HSC的激活。进一步的研究证实，GRk1通过靶向PFKFB2抑制有氧糖酵解，从而抑制STAT3的乳酸化和核转位

结论

我们的研究表明，GRk1通过直接靶向PFKFB2抑制有氧糖酵解，进而抑制STAT3的乳酸化和核转位，最终抑制HSC的EMT和激活（图9）。

作者贡献声明

于静璐：验证、实验设计。郑建建：撰写、审稿与编辑、监督、资金获取、概念构思。高玉香：项目管理、实验设计。沈梦婷：方法学研究、数据管理。姜峰：撰写、审稿与编辑、验证、方法学研究。张伟志：数据可视化、统计分析。李梦园：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、统计分析。朱婷迪：撰写、审稿与编辑

利益冲突声明

所有作者声明没有可能影响报告结果的利益冲突。

资助

本项目得到了浙江省医疗卫生规划项目（编号2025KY102）的支持。

利益冲突声明

? 作者声明以下财务利益/个人关系可能被视为潜在的利益冲突：郑建建声明获得了浙江省医疗卫生规划项目的财务支持。如果还有其他作者，他们也声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

图9由Figdraw绘制。