人参皂苷Rg2通过抑制炎症、凋亡、氧化应激和纤维化,经由Nrf2通路改善与代谢功能障碍相关的脂肪性肝炎

《Phytomedicine》:Ginsenoside Rg2 Ameliorates Metabolic Dysfunction-related Steatohepatitis via the Nrf2 Pathway by Suppressing Inflammation, Apoptosis, Oxidative Stress and Fibrosis

【字体: 时间:2025年11月20日 来源:Phytomedicine 8.3

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  研究证实人参皂苷Rg2通过激活NRF2信号通路减轻代谢性脂肪肝炎小鼠的炎症、氧化应激、凋亡和纤维化,首次阐明其分子机制。

  Ginsenoside Rg2(G-Rg2)是一种从人参(Panax ginseng)中提取的活性成分,属于皂苷类化合物。近年来,G-Rg2因其多种药理作用而受到广泛关注,包括抗炎、抗氧化以及保护肝脏功能等。这些特性使其在多种肝脏疾病的研究中展现出潜在的治疗价值。然而,尽管已有大量研究探讨了G-Rg2在不同肝脏疾病中的作用,其在代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(Metabolic Dysfunction-Associated Steatohepatitis, MASH)中的具体作用机制仍不完全清楚。MASH作为代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)的一种进展形式,被认为是全球范围内肝病的主要原因之一,其特征包括慢性炎症、氧化应激和纤维化,最终可能导致肝硬化和肝细胞癌。因此,深入研究G-Rg2在MASH中的保护机制具有重要的临床意义。

本研究旨在探讨G-Rg2在MASH中的保护作用及其分子机制。通过使用C57BL/6J小鼠作为实验模型,研究者采用甲硫氨酸和胆碱缺乏饮食(Methionine- and Choline-Deficient Diet, MCD)诱导MASH,并在体外利用TGFβ刺激的LX2细胞模型来模拟肝脏成纤维细胞的活化过程。这些模型分别代表了MASH的体内和体外研究场景,为全面评估G-Rg2的作用提供了基础。在体内实验中,研究者观察到G-Rg2能够有效减轻小鼠体重下降,降低血清中的天门冬氨酸氨基转移酶(AST)和丙氨酸氨基转移酶(ALT)水平,这表明肝脏损伤得到了改善。同时,G-Rg2显著降低了肝脏炎症反应,包括CD68、NFκB和IL1β的表达下调,而CD206的表达上调,这提示其具有调节炎症细胞浸润和极化的作用。此外,G-Rg2还能够抑制细胞凋亡,通过上调Bcl-2的表达和下调Bax的表达,从而维持细胞的稳定性。在氧化应激方面,G-Rg2能够提升超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽(GSH)的水平,同时减少丙二醛(MDA)的积累,进一步证明其抗氧化能力。在纤维化方面,G-Rg2显著降低了α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达,表明其对肝脏纤维化的抑制作用。

在体外实验中,研究者通过TGFβ诱导的LX2细胞模型进一步验证了G-Rg2的作用。结果显示,G-Rg2能够有效抑制炎症因子如IL6和TNFα的表达,同时减少活性氧(ROS)的生成,这些效应均通过稳定NRF2(核因子E2相关因子2)的结合来实现。NRF2是细胞内重要的抗氧化应激调节因子,其激活能够增强细胞的抗氧化防御能力,并抑制炎症反应和纤维化过程。进一步的实验表明,当使用NRF2缺失的小鼠或Nrf2抑制剂ML385处理时,G-Rg2的上述作用被显著削弱,这进一步确认了NRF2在G-Rg2发挥保护作用中的关键作用。这一发现不仅揭示了G-Rg2的分子机制,也为未来将其作为治疗MASH的药物提供了理论依据。

MASH的发病机制复杂,涉及多种病理过程,包括脂毒性、氧化应激、红ox失衡(如过量一氧化氮的产生)、内质网应激、炎症反应以及细胞凋亡等。这些过程相互作用,导致肝脏组织的持续损伤和功能障碍。特别是在MASLD向MASH进展的过程中,氧化应激被认为是关键的驱动因素之一。在正常肝脏组织中,氧化与抗氧化系统保持动态平衡,但当这种平衡被打破时,ROS的积累会引发一系列有害效应,包括细胞膜损伤、DNA突变以及蛋白质功能异常。这些变化不仅加剧了肝脏炎症,还促进了纤维化和肝细胞死亡,最终导致肝硬化的发生。

NRF2作为调控抗氧化应激的核心转录因子,其激活对于减轻肝脏损伤具有重要意义。NRF2通过调控多种抗氧化酶和解毒蛋白的表达,如HO-1、NQO1和GSTs,来增强细胞的抗氧化能力。此外,NRF2还能够通过抑制NFκB等炎症通路,减少炎症因子的释放,从而减轻肝脏炎症。在纤维化方面,NRF2的激活可以抑制肝星状细胞(Hepatic Stellate Cells, HSCs)的活化,减少胶原蛋白和细胞外基质的沉积,从而延缓纤维化进程。因此,NRF2的激活被视为一种有效的治疗策略,尤其是在MASH等慢性肝病中。

已有研究表明,人参皂苷具有多种药理活性,包括抗氧化、抗炎、抗凋亡和神经保护作用。例如,人参皂苷Mc1被证实能够通过调节脂质过氧化、炎症小体激活和内质网应激,有效保护肝脏免受MASH的侵害。而人参皂苷Rg5则通过调控Notch1信号通路,减少肝脏脂质沉积并防止肝细胞死亡。这些研究为G-Rg2的药理作用提供了理论支持。在本研究中,G-Rg2被发现能够通过激活NRF2信号通路,协同作用于炎症、细胞凋亡、氧化应激和纤维化等多个方面,从而显著改善MASH的病理特征。这种多靶点作用机制可能是G-Rg2具有广泛治疗潜力的重要原因。

为了进一步验证G-Rg2的作用机制,研究者采用了多种实验技术,包括组织病理学染色、商业试剂盒检测、定量PCR(qPCR)、免疫印迹(Western blot)、免疫荧光以及细胞热移位分析(Cellular Thermal Shift Assay, CETS)。这些技术能够从多个层面评估G-Rg2对肝脏组织和细胞的影响,从而全面揭示其作用机制。例如,组织病理学染色可以直观地显示肝脏组织的病理变化,如脂肪变性和纤维化程度;商业试剂盒则能够快速检测血清中的炎症因子、氧化应激指标和肝功能相关参数;qPCR和Western blot可以用于检测特定基因和蛋白的表达水平;免疫荧光则能够提供细胞内蛋白分布的信息;而CETS则可以用于评估NRF2与靶基因之间的结合稳定性。

此外,研究者还结合了网络药理学预测、分子对接和分子动力学模拟分析,进一步揭示了G-Rg2与NRF2之间的相互作用。网络药理学分析可以帮助识别G-Rg2可能的靶点及其相关通路,而分子对接和分子动力学模拟则能够从分子层面解释G-Rg2如何与NRF2结合并影响其功能。这些计算生物学方法为理解G-Rg2的作用机制提供了新的视角,并有助于筛选潜在的药物靶点。

本研究的结果表明,G-Rg2在MASH的治疗中具有显著的保护作用。其作用不仅局限于单一的抗氧化或抗炎效应,而是通过激活NRF2信号通路,对肝脏的多个病理过程产生协同调控作用。这种多途径干预机制可能使其在临床应用中更具优势,尤其是在治疗复杂且难以逆转的肝脏疾病时。此外,研究者还提到,尽管目前已有多种药物用于治疗MASH,如Resmetirom和Semaglutide,但这些药物仍面临安全性和疗效方面的挑战。相比之下,G-Rg2作为一种天然产物,具有较低的毒性和较高的生物安全性,这使其成为一种有潜力的替代治疗方案。

在实际应用中,G-Rg2的来源是天然的,这使得其在开发为治疗MASH的药物时具有一定的优势。与合成药物相比,天然产物通常具有更广泛的生物活性,并且可能在多种病理条件下表现出协同作用。然而,尽管天然产物具有这些优势,其在临床转化过程中仍需克服诸多挑战,包括标准化生产、药代动力学特性以及大规模临床试验的验证。因此,本研究不仅为G-Rg2的药理作用提供了新的证据,也为未来开发基于天然产物的治疗策略奠定了基础。

此外,本研究还提到,silymarin(水飞蓟素)作为一种标准化的天然提取物,已被广泛用于治疗肝病,包括酒精性肝病、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)以及药物诱导的肝毒性。silymarin的主要活性成分是silybin,其具有抗氧化、抗炎和抗纤维化的作用。在本研究中,silymarin被用作阳性对照药物,以评估G-Rg2在MASH模型中的治疗效果。通过比较两者的药理作用,研究者可以更全面地了解G-Rg2的潜在优势和局限性,从而为未来的药物开发提供参考。

综上所述,本研究首次证实了G-Rg2能够通过与NRF2的结合并激活其信号通路,从而减轻MASH的病理特征。这一发现不仅拓展了我们对G-Rg2药理作用的理解,也为MASH的治疗提供了新的思路。随着对天然产物研究的不断深入,越来越多的植物提取物被发现具有显著的药理活性,这些发现可能为未来开发安全、有效的治疗方案提供重要的科学依据。同时,该研究也为探索NRF2在肝脏疾病中的作用提供了新的视角,有助于推动相关领域的基础研究和临床转化。
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