从黄连(Coptis chinensis Franch)中提取的总生物碱通过同时调节小鼠体内的AMPK/SREBP-1c和PPARα/LXRα通路,改善高脂血症和肝脂肪变性
《Frontiers in Pharmacology》:Total alkaloids from Coptis chinensis Franch ameliorate hyperlipidemia and hepatic steatosis via dual pathway modulation of AMPK/SREBP-1c and PPARα/LXRα in mice
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时间:2025年11月01日
来源:Frontiers in Pharmacology 4.8
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高脂血症相关非酒精性脂肪肝小鼠模型中,Coptis chinensis总生物碱(TAC)通过激活AMPK抑制SREBP-1c核转位及HMGCR表达,同时上调PPARα/LXRα通路促进LPL/HL脂解酶活性,显著改善血脂代谢、肝功能及病理损伤。
随着全球生活水平的提升,血脂异常及其引发的非酒精性脂肪肝病(NAFLD)已成为国际关注的重要健康问题。血脂异常通常表现为血液中胆固醇和甘油三酯水平的异常升高,这种代谢紊乱与多种健康问题密切相关,尤其是NAFLD和心血管-脑血管疾病。NAFLD是一种常见的慢性肝脏疾病,其特征是在缺乏显著酒精摄入的情况下,肝脏内脂肪过度堆积。研究显示,血脂异常是NAFLD的重要风险因素,它会引发肝脏脂质代谢的失调,进而导致脂肪在肝脏中的异常沉积。同时,血脂异常也与心血管疾病的发生密切相关,尤其是低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的升高,被认为是动脉粥样硬化的关键诱因,而动脉粥样硬化是心血管疾病的病理基础。
为了探索新的治疗策略,研究者们开始关注传统中药中的活性成分。其中,黄连(*Coptis chinensis* Franch)的总生物碱(TAC)因其调节血脂和改善脂肪肝的潜力而受到广泛关注。近年来,研究发现黄连的主要活性成分——小檗碱(BBR)在调节血脂水平和改善NAFLD方面表现出显著的疗效。BBR通过多种机制发挥作用,包括直接靶向AKR1B10蛋白,从而改善肝脏脂肪沉积、胰岛素抵抗和甘油三酯代谢平衡。此外,BBR还通过增强KLF16与PPARα的相互作用,发挥抗炎和抗氧化作用,从而降低心血管事件的风险。这些研究结果表明,小檗碱在治疗代谢性疾病和心血管疾病方面具有多靶点的药理特性,显示出广阔的临床应用前景。
然而,尽管已有大量关于小檗碱的研究,其作为总生物碱(TAC)在血脂异常与脂肪肝共存状态下的疗效及其分子机制仍不完全清楚。因此,本研究旨在建立一个血脂异常合并脂肪肝的小鼠模型,评估TAC对小鼠体重、肝功能和病理变化的影响,并进一步探讨其在治疗血脂异常与脂肪肝中的潜在机制。通过系统性地分析代谢参数、血清脂质谱、肝功能指标和组织病理学变化,本研究旨在为TAC在相关疾病中的临床应用提供科学依据。
在实验材料方面,本研究使用了SPF级5周龄雄性C57BL/6小鼠,其体重约为30克。TAC是从广州康城生物科技有限公司获得的标准化植物提取物,其总生物碱含量经高效液相色谱(HPLC)检测确认为≥98%。主要的生物碱成分包括小檗碱(约75%)、黄连碱(约10%)、掌叶防己碱(约6%)和药根碱(约3%)。实验中还使用了商业化的试剂盒,用于检测总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、肝脂酶(HL)、脂蛋白脂肪酶(LPL)和HMG-CoA还原酶(HMGCR)等指标。此外,还使用了辛伐他汀作为阳性对照药物。
为了建立血脂异常合并脂肪肝的模型,实验将小鼠随机分为六组(每组9只):正常对照组、模型对照组、TAC高剂量组、中剂量组、低剂量组以及辛伐他汀阳性对照组。在适应期后,除正常对照组外,其余五组均接受高脂饮食(HFD)。HFD的配方为60%的热量来自脂肪(主要为猪油),20%来自碳水化合物,20%来自蛋白质,同时添加1.25%的胆固醇和0.5%的钠胆酸,以加速血脂异常和脂肪肝的发展。该饮食结构模拟了人类饮食中高能量、高脂肪和高胆固醇的摄入模式,符合西方饮食的特点。小鼠在该饮食下饲养6周,其中前4周用于模型建立,后2周用于药物干预。在此期间,每4天监测小鼠的体重和血糖水平。
实验结果显示,与正常组相比,模型对照组的小鼠体重、肝脏湿重和肝指数显著升高,同时血糖水平也明显上升,表明该模型成功建立了血脂异常合并脂肪肝的病理特征。相比之下,辛伐他汀组和不同剂量的TAC组均表现出这些指标的显著下降(*P < 0.05),并且TAC的疗效呈现出剂量依赖性,说明其对血脂异常合并脂肪肝具有一定的治疗潜力。值得注意的是,TAC高剂量组的肝脏湿重显著低于辛伐他汀组(*P < 0.05),提示TAC在降低肝脏脂肪沉积方面可能具有更优的效果。
为了进一步评估TAC对血脂水平和肝功能的影响,实验检测了血清中的TC、TG、LDL-C和HDL-C水平。结果显示,HFD显著增加了TC、TG和LDL-C水平,同时降低了HDL-C水平。TAC干预后,所有剂量组均表现出这些指标的显著改善,尤其是高剂量组,其效果与辛伐他汀相当,甚至更优。此外,TAC显著降低了ALT和AST水平,这表明其对肝功能具有改善作用,可能通过抗氧化和抗炎机制实现。这些结果进一步支持了TAC在调节血脂异常和改善脂肪肝中的潜力。
在分子机制方面,研究通过qPCR和Western blot分析了TAC对关键脂质代谢基因和蛋白表达的影响。结果表明,TAC显著降低了HMGCR和SREBP-1c的表达水平,尤其是核内的SREBP-1c,同时显著增加了AMPK的磷酸化水平。这些变化表明,TAC可能通过激活AMPK来抑制SREBP-1c的核转位,从而减少脂质合成。进一步研究发现,当使用AMPK特异性抑制剂Compound C阻断该通路时,TAC的保护作用被完全逆转,说明其疗效依赖于AMPK的激活。这为TAC通过AMPK-SREBP-1c通路调节血脂代谢提供了有力证据。
在脂质分解相关基因的调控方面,TAC显著提高了LPL和HL的表达水平,同时上调了PPARα和LXRα的表达。PPARα和LXRα是脂质分解和代谢的关键调节因子,它们的激活有助于促进脂肪分解和胆固醇代谢,从而降低血脂水平。此外,当使用PPARα特异性抑制剂GW6471阻断该通路时,TAC的疗效也被显著逆转,进一步验证了其通过PPARα/LXRα轴调节脂质分解的作用机制。这些结果表明,TAC通过双通路调节机制——抑制脂质合成并促进脂质分解——来改善血脂异常和脂肪肝。
在讨论部分,研究强调了肝脏在脂质代谢中的核心作用,以及肝脏脂肪沉积对代谢紊乱的深远影响。TAC的干预不仅改善了血脂水平,还显著降低了ALT和AST水平,表明其对肝功能的保护作用。此外,TAC对HMGCR和SREBP-1c的抑制作用,为减少脂质合成提供了分子基础。同时,TAC对LPL和HL的促进作用,则有助于脂质的分解和清除。这些结果与之前关于小檗碱的研究一致,显示其在调节脂质代谢和减轻肝脏损伤方面的有效性。
研究还指出,尽管TAC的双通路调节机制得到了初步验证,但其潜在的多组分协同作用仍需进一步探索。TAC包含多种生物碱成分,如小檗碱、黄连碱、掌叶防己碱和药根碱,这些成分可能通过不同的靶点共同发挥作用。这种多靶点协同效应可能使得TAC在治疗复杂代谢紊乱方面比单一成分(如小檗碱)更具优势。然而,当前研究也存在一些局限性,例如未探讨TAC对肠道微生物群与脂质代谢之间的关系,以及其长期使用可能带来的毒性效应。
综上所述,TAC通过双重机制——抑制脂质合成和促进脂质分解——在改善血脂异常和脂肪肝方面表现出显著的疗效。这种多通路调节机制为TAC在治疗代谢性疾病和心血管疾病中的应用提供了理论依据。未来的研究应结合代谢组学和宏基因组学技术,深入解析TAC的多靶点作用网络,并开展长期毒性研究,以促进其临床转化。此外,探索TAC对肠道微生物群的影响,以及其对脂质代谢相关基因的调控,也将为理解其治疗效果提供更全面的视角。
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