岩藻多糖寡糖通过JAK/STAT3/FUT8轴阻断TGF-β受体的核心岩藻糖基化，从而缓解酒精性肝纤维化

《International Immunopharmacology》：Fucoidan oligosaccharides alleviated alcoholic liver fibrosis by blocking the core fucosylation of TGF-β receptors via the JAK/STAT3/FUT8 axis

酒精性肝纤维化（ALF）的肝星状细胞（HSCs）活化与TGF-β/Smad信号通路密切相关，而FUT8介导的核心岩藻糖基化是关键调控环节。本研究通过体内外实验和生物信息学分析，发现褐藻寡糖（FOS）可改善ALF小鼠肝功能，降低ALT/AST水平，升高ADH/ALDH活性，抑制HSCs活化及α-SMA、Collagen-I和III表达，其机制与抑制JAK/STAT3/FUT8轴，阻断TGF-β/Smad信号通路相关。

　　酒精性肝纤维化（ALF）是一种由长期大量饮酒引发的严重肝脏疾病，其主要特征是肝脏星状细胞（HSCs）的活化。HSCs在正常情况下保持静止状态，主要负责维持肝脏的结构和功能完整性。然而，在酒精摄入后，HSCs会被激活，经历增殖和表型转化，从而导致大量细胞外基质（ECM）的合成与沉积。这一过程不仅改变了肝脏的结构，还影响了其正常的生理功能。如果不加以干预，ALF可能会进一步发展为肝硬化或肝细胞癌（HCC），对患者的生命构成严重威胁。

在ALF的发展过程中，HSCs的激活是关键机制之一。HSCs的活化通常受到转化生长因子-β（TGF-β）的刺激，特别是TGF-β1。TGF-β1通过激活TGF-β1型受体（ALK5）引发一系列信号传导反应，导致Smad蛋白的磷酸化，并进一步促进其核转位，从而启动与纤维化相关的基因转录。这些基因包括胶原蛋白I和III等，它们的过度表达会加剧肝脏纤维化的进程。此外，ALK5的异常激活还可能影响肝脏的免疫微环境，促进免疫细胞的募集与活化，从而加重肝脏的炎症反应和组织损伤。

在这一复杂的病理过程中，核心岩藻糖基化是一种重要的后翻译修饰，它由岩藻糖基转移酶8（FUT8）催化，对TGF-β/Smad信号通路的调节起着关键作用。核心岩藻糖基化修饰直接作用于TGF-β受体，包括ALK5，提高其稳定性和信号传导活性，从而促进纤维化的发生。同时，JAK/STAT3信号通路在调控FUT8表达方面也起着重要作用。磷酸化的STAT3（P-STAT3）能够直接结合FUT8基因的启动子区域，促进其转录和表达。而FUT8介导的岩藻糖基化则会反馈调节JAK/STAT3信号通路的活性，形成一个正向调控的循环，放大信号传导效应。

基于上述机制，研究者们认为FOS可能在ALF的治疗中发挥重要作用。FOS是从褐藻中提取的天然海洋寡糖，具有多种生物活性，包括抗氧化、抗炎、免疫调节和抗肿瘤等。这些特性使得FOS在生物医学领域备受关注。在酒精性肝损伤的研究中，FOS已经被证明具有显著的肝保护作用，其作用机制涉及多种途径，包括调节肠道-肝脏轴和改善酒精引起的代谢紊乱。此外，在纤维化疾病的模型中，FOS已被报道能够抑制TGF-β1诱导的上皮-间质转化（EMT）过程，这在肾脏和肺部等器官中都有明显的效果。

在本研究中，研究团队假设FOS可能通过抑制JAK/STAT3/FUT8轴，减少ALK5的核心岩藻糖基化，从而发挥对ALF的保护作用。为了验证这一假设，他们结合了体外和体内实验，并辅以生物信息学分析，系统地评估了FOS对ALF的保护效果及其潜在机制。研究结果显示，FOS能够显著改善酒精和CCl?共同作用下引起的肝脏功能损伤。具体表现为FOS降低了血清中丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天门冬氨酸氨基转移酶（AST）的水平，同时提高了酒精脱氢酶（ADH）和醛脱氢酶（ALDH）的水平。这些酶的变化表明FOS可能在酒精代谢过程中起到一定的调节作用。

此外，FOS还能够减轻肝脏脂肪变性和炎症反应，降低肝脏脂肪积累和血液中脂质水平。在体外实验中，FOS被证实能够抑制HSCs的激活，降低α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、胶原蛋白I和胶原蛋白III的表达水平，从而减缓肝脏纤维化的进程。进一步的分子对接实验表明，FOS能够与JAK1结合，其结合能为-5.4 kcal/mol，这表明FOS可能通过影响JAK1的活性来调节下游的信号传导过程。随后的实验研究证实，FOS能够通过抑制JAK/STAT3信号通路，降低FUT8的表达，并进一步减少ALK5的核心岩藻糖基化，从而抑制TGF-β/Smad信号通路的活性。

这些结果表明，FOS作为一种天然的海洋来源功能性寡糖，可能通过抑制JAK/STAT3/FUT8轴来改善ALF。这一机制不仅能够减少HSCs的激活，还能抑制TGF-β/Smad信号通路的过度激活，从而减缓肝脏纤维化的进程。因此，FOS在治疗ALF方面展现出巨大的潜力。本研究的结果为FOS作为治疗ALF的潜在药物提供了科学依据，并为进一步研究其在临床中的应用奠定了基础。

研究团队在实验设计和实施过程中也强调了伦理规范和科学严谨性。实验方案已经通过青岛大学医学院伦理委员会的批准（批准号：QDU-AEC-2022054），并且实验过程中采用了标准化的动物模型，以确保实验结果的可靠性和可重复性。此外，研究团队还详细描述了实验所用的化学试剂和实验动物的来源，以增强研究的透明度和可信度。FOS的分子量小于10 kDa，来源于Chorda filum，由法国的Elicityl公司提供。同时，实验还使用了核心岩藻糖基化抑制剂2-脱氧-2-氟-L-岩藻糖（2FF），以进一步验证FOS的作用机制。

在实验结果的分析中，研究团队采用了多种方法，包括统计学分析和生物信息学预测。他们发现，在酒精和CCl?共同作用下，MOD组（模型组）的小鼠体重在实验开始时没有明显差异，但在酒精给药九周后，MOD组的体重显著下降，而接受FOS干预的LF、HF和SIL组的体重则显著增加。这表明FOS可能在改善肝脏功能和体重管理方面起到积极作用。此外，肝脏指数的分析进一步支持了这一结论，表明FOS能够有效减轻肝脏损伤。

研究团队还通过实验验证了FOS对TGF-β/Smad信号通路的抑制作用。他们发现，FOS能够通过抑制JAK/STAT3信号通路，降低FUT8的表达，从而减少ALK5的核心岩藻糖基化。这一过程不仅能够抑制TGF-β/Smad信号通路的活性，还能减缓肝脏纤维化的进程。因此，FOS可能成为一种新型的抗纤维化药物，其作用机制涉及多个信号通路的调节。

在讨论部分，研究团队进一步探讨了FOS在治疗ALF中的潜在应用。他们认为，FOS的作用机制可能与调节肠道-肝脏轴、改善代谢紊乱以及抑制炎症反应有关。此外，FOS可能通过影响免疫细胞的活化，减轻肝脏的免疫反应，从而进一步改善肝脏功能。这些发现不仅拓展了我们对FOS作用机制的理解，还为未来研究其在临床中的应用提供了新的思路。

研究团队在结论部分总结了本研究的主要发现。他们指出，FOS通过抑制JAK/STAT3/FUT8轴，显著改善了ALF的病理状态。这一机制不仅能够减少HSCs的激活，还能抑制TGF-β/Smad信号通路的过度激活，从而减缓肝脏纤维化的进程。因此，FOS在治疗ALF方面展现出巨大的潜力。这些研究结果为FOS作为新型抗纤维化药物的应用提供了科学依据，并为进一步研究其在临床中的应用奠定了基础。

研究团队在论文中还详细列出了每位作者的贡献。Guifa Wang负责原始稿件的撰写、实验设计、数据分析和数据管理；Yifan Zhou负责稿件的审阅与编辑以及软件开发；Yuhan Liu负责实验结果的验证；Nan Zhang负责数据的可视化；Xia Qiu负责数据的整理；Zijian Zhou负责研究的构思；Yexin Pu负责实验方法的设计；Hui Liang和Meilan Xue则负责研究的监督、资源协调、项目管理以及资金获取。这些分工确保了研究的顺利进行，并体现了团队合作的重要性。

此外，研究团队还声明了不存在与本研究相关的竞争利益。他们表示，所有作者均未发现任何可能影响本研究结果的财务利益或个人关系。这种透明度有助于提高研究的可信度，并确保研究结果的客观性。同时，研究团队还感谢了提供资金支持的多个机构，包括国家自然科学基金（项目编号：82273626）、山东省自然科学基金（项目编号：ZR2024MH073）以及青岛市重点科技项目（项目编号：25-1-1-gjgg-71-nsh）。这些资金支持对于研究的顺利进行起到了至关重要的作用。

综上所述，本研究通过系统性的实验设计和生物信息学分析，揭示了FOS在治疗ALF中的潜在作用及其作用机制。FOS不仅能够改善肝脏功能，还能减轻肝脏脂肪变性和炎症反应，抑制HSCs的激活，从而减缓肝脏纤维化的进程。这些发现为FOS作为新型抗纤维化药物的应用提供了科学依据，并为进一步研究其在临床中的应用奠定了基础。研究团队的工作不仅推动了对FOS作用机制的理解，还为未来开发更有效的抗纤维化治疗方法提供了新的思路。