Gardenin A:对抗酒精性肝肠损伤的潜在 “救星”—— 靶向 AMPK/Nrf2 通路的抗炎抗氧化新发现

【字体: 时间:2025年04月29日 来源:Bioorganic Chemistry 4.5

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  慢性酒精摄入引发免疫反应致细胞损伤,导致酒精性肝病(ALD),目前无 FDA 批准疗法。研究人员探究 Gardenin A(GarA)对 HepG2 和 Caco2 细胞的保护作用,发现其能减轻氧化应激和炎症,有望成为治疗 ALD 的候选药物。

  
酒精,这个在生活中常见的饮品,若是过度饮用,却会摇身一变成为健康的 “杀手”。世界卫生组织早在 2018 年就发出警告:没有任何剂量的酒精是安全的。长期大量饮酒,会引发一系列严重的健康问题,其中酒精性肝病(ALD)尤为突出。

正常情况下,低浓度酒精主要通过酒精脱氢酶(ADH)途径代谢。但当饮酒成为一种长期习惯,情况就变得复杂起来。此时,细胞色素 P4502E1(CYP2E1)和过氧化氢酶途径等替代代谢通路被启动。这些通路在代谢酒精的过程中,会产生有毒且致癌的乙醛。乙醛不仅能形成新抗原、DNA - 蛋白质加合物,还会催生大量活性氧(ROS),一步步侵蚀线粒体,让细胞陷入危机。

酒精及其代谢产物还会激活补体系统,这一过程就像在平静的湖面投下巨石,引发阵阵涟漪。补体成分 C3 和 C5 分别产生过敏毒素 C3a 和 C5a,它们与库普弗细胞(KCs)上的相应受体(C3aR 和 C5aR1)结合,进而激活 Toll 样受体 4 / 核因子 κB(TLR - 4/NFκB)通路。这一通路的激活,会使肿瘤坏死因子 α(TNF - α)表达上调,肝脏炎症和损伤就此加剧。

与此同时,肠道这个微生物的 “家园” 也深受酒精的影响。慢性饮酒会破坏肠道菌群的平衡,增加肠道的通透性,让微生物产物如脂多糖(LPS)趁机进入血液循环。LPS 又会激活 TLR - 4 通路,进一步升高促炎细胞因子的水平,特别是 TNF - α,让肝脏的炎症 “雪上加霜”。

令人沮丧的是,目前美国食品药品监督管理局(FDA)尚未批准任何针对 ALD 的治疗方法。此前研究的甾体类药物,虽然有一定效果,但因其副作用众多,会给患者带来额外的健康风险。

在这样的背景下,从植物中提取的天然化合物成为了研究的新方向。这些植物化学物质具有抗氧化和抗炎的特性,而且副作用小、生物活性高。Gardenin A(GarA,C21H22O9)就是这样一种备受关注的物质,它是一种具有三环结构和多甲氧基化的黄酮,在栀子花属等植物中含量较高。虽然它在代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MAFLD,曾称非酒精性脂肪性肝病 NAFLD)和神经保护方面展现出了一定的潜力,但在 ALD 中的抗炎和抗氧化作用还未被深入探索。

为了填补这一空白,来自未知研究机构的研究人员开展了一项针对 GarA 在 ALD 中作用的研究,相关成果发表在《Bioorganic Chemistry》杂志上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先,他们从市售的栀子花树脂胶中分离出了纯的 GarA,采用的是改良的分离方法,通过闪式色谱技术,观察到随着乙酸乙酯的蒸发,出现了针状晶体结构的 GarA。在细胞实验方面,利用 MTT 法检测细胞活力,通过不同的染色技术进行脂质积累测定、ROS 水平检测以及细胞核形态观察。同时,运用逆转录 - 定量聚合酶链反应(RT - qPCR)检测各种促炎和抗炎细胞因子、CYP2E1、甾醇调节元件结合蛋白 - 2(SREBP2)以及对肠道屏障完整性至关重要的紧密连接基因的表达。此外,采用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测关键蛋白靶点,如磷酸化和总形式的 AMP 激活蛋白激酶(AMPK)、TNF - α、C5aR1、血红素加氧酶 - 1(HO - 1)和核因子红细胞 2 相关因子 2(Nrf2)。

在细胞活力检测实验中,研究人员发现 GarA 在浓度为 10 μM/ml 时,能使细胞活力达到最高。这一浓度为后续实验奠定了基础,表明 GarA 在这个浓度下可能对细胞有积极的作用。

脂质积累测定实验中,GarA 展现出了显著的效果。它能够明显减少细胞内的脂滴数量。这一结果意义重大,因为脂质在肝脏细胞内的过度积累是酒精性肝病的一个重要特征,GarA 的这种作用可能有助于缓解肝脏的脂肪变性,减轻肝脏的负担。

在 ROS 水平检测实验中,研究发现 GarA 能有效降低 ROS 水平。ROS 作为酒精代谢过程中产生的有害物质,会对细胞造成氧化损伤。GarA 降低 ROS 水平,意味着它可以减轻细胞的氧化应激状态,保护细胞免受氧化损伤,维持细胞的正常功能。

通过 RT - qPCR 检测细胞因子的表达,研究人员发现 GarA 能显著下调促炎细胞因子的表达。这表明 GarA 具有抗炎活性,能够抑制炎症反应,减少炎症对肝脏和肠道细胞的损害,有助于维持组织的正常生理状态。

ELISA 检测结果显示,GarA 能够调节关键蛋白靶点的表达。例如,它可以激活 AMPK 通路,促进 Nrf2 的表达,同时上调 HO - 1 的表达。AMPK 通路的激活有助于减少脂质积累、增强线粒体功能;Nrf2 的激活则能上调抗氧化防御系统,HO - 1 的增加进一步增强了细胞的抗氧化能力。这些变化协同作用,使得细胞的抗氧化和抗炎能力得到显著提升。

分子对接的计算机模拟(in - silico)研究发现,GarA 与 C5aR1 和 TNF - α 存在保守的氨基酸相互作用和亲和力。这一结果从分子层面解释了 GarA 的抗炎机制,为其在治疗 ALD 中的应用提供了更坚实的理论依据。

综合以上研究结果,该研究首次探索了 GarA 对 ALD 的影响,充分证实了 GarA 具有显著的抗炎和抗氧化活性。它能够通过激活 AMPK/Nrf2 通路,减轻酒精诱导的氧化应激和炎症反应,维持肠道屏障和细胞核的完整性。这一研究成果意义非凡,不仅为 ALD 的治疗提供了新的潜在药物候选物,也为后续相关研究开辟了新的方向,有望为众多深受 ALD 困扰的患者带来新的希望 。

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