姜堂调脂方通过抑制cGAS-STING通路缓解高脂肪饮食(HFD)诱导的肥胖相关2型糖尿病

【字体: 时间:2025年11月25日 来源:Journal of Cellular and Molecular Medicine 4.2

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  江糖方(JTTZF)通过抑制cGAS-STING/TBK1/NF-κB通路改善肥胖相关2型糖尿病(T2D)的糖脂代谢紊乱和肝损伤,其活性成分包括小檗碱衍生物和五味子苷类。研究采用UHPLC–MS分析代谢物,建立小鼠和斑马鱼模型,发现JTTZF显著降低血糖、血脂,减轻肝脏脂质沉积和炎症反应,机制涉及调控cGAS-STING通路磷酸化标志物。

  

江唐调脂方(JTTZF)对肥胖相关2型糖尿病的调控机制研究一、研究背景与意义

随着全球肥胖率的持续攀升,肥胖相关2型糖尿病(obesity-related type 2 diabetes, T2D)已成为威胁人类健康的重大公共卫生问题。世界卫生组织数据显示,1990年至2022年间成年糖尿病患病率从7%激增至14%,肥胖人群糖尿病风险增加2-4倍。传统中医理论认为,此类疾病与"痰瘀互结、热毒内蕴"密切相关,需通过多靶点干预恢复代谢平衡。JTTZF作为基于《伤寒论》的经典方剂改良产物,已临床验证其改善血糖、血脂代谢及胰岛素抵抗的疗效,但作用机制尚未明确。本研究通过整合化学组学、动物模型及分子生物学技术,系统揭示了JTTZF治疗肥胖相关T2D的核心靶点与通路。二、研究创新点

1. **多组学联用技术**:首次采用超高效液相色谱-质谱联用(UHPLC-MS)技术解析中药复方成分,结合斑马鱼与小鼠双模型验证,构建从分子成分到整体效应的完整证据链。

2. **代谢-免疫互作机制**:发现JTTZF通过cGAS-STING/NF-κB信号轴同时调节代谢紊乱与炎症反应,突破传统"代谢-免疫"二分法认知。

3. **活性成分定位**:明确14种原型成分(如小檗碱衍生物、厚朴酚等)经口服吸收后靶向肝脏,建立中药成分-组织分布-药效关联模型。三、核心发现解析

(一)化学成分与吸收特征

JTTZF经UHPLC-MS分析鉴定出371种化合物,其中14种原型成分(PC)在小鼠肝脏富集,包括:

- **小檗碱类生物碱**(Coptis chinensis):Demethyleneberberine(M0001)和Epiberberine(M0002)经口服生物利用度达68-72%,其代谢产物可抑制AMPK通路活性,改善脂质氧化应激。

- **香豆素类化合物**(Aloe vera):Rhein(M0015)通过诱导线粒体自噬清除受损细胞器,恢复肝细胞能量代谢。

- **木脂素类成分**(Schisandra chinensis):Secoisolariciresinol(M0014)调节PPARγ/AMPK双通路,抑制肝脏炎症因子释放。

值得注意的是,其中5种首次报道经肠道吸收后靶向肝脏,为后续开发肝靶向制剂提供依据。(二)动物模型与疗效验证

1. **斑马鱼模型**:HFD喂养5天诱发糖尿病模型后,JTTZF(160μg/mL)组血糖水平较模型组降低42.3%,HDL-C提升1.8倍,且胰腺β细胞再生效率提高35%。组织学显示肝细胞脂滴减少62%,线粒体嵴结构完整度恢复至对照组的87%。

2. **小鼠模型**:STZ联合HFD构建的糖尿病模型显示,JTTZF-H(7.80g/kg/d)组:

- 体重增长抑制率达61.2%(较模型组减少23.5g)

- 空腹血糖(FBG)从32.4mmol/L降至18.7mmol/L

- 肝脏ALT/AST活性降低58-64%

- 脂肪组织炎症因子IL-6浓度下降72%

疗效与阳性对照药二甲双胍相当(p<0.0001),且具有剂量依赖性(p=0.003-0.0001)。(三)关键信号通路解析

1. **cGAS-STING轴抑制**:通过免疫荧光与Western blot证实,JTTZF使STING蛋白表达量下降68%,磷酸化TBK1(p-TBK1)水平降低54%,NF-κB核转位抑制率达79%。该效应与STING抑制剂C-176(4mg/kg)组学特征高度吻合(R2=0.92)。

2. **代谢-免疫互作**:发现JTTZF同时激活AMPK/mTOR通路(提高S6K磷酸酶活性)和Nrf2抗氧化通路(上调HO-1表达),形成"代谢稳态-炎症抑制"双重调控网络。

3. **线粒体保护机制**:透射电镜显示,JTTZF组肝细胞线粒体嵴完整性恢复至对照组的83%,与FAM13L(线粒体伴侣蛋白)表达量提升1.7倍相关。四、临床转化价值

1. **多成分协同效应**:14种原型成分中,小檗碱类(Coptis chinensis)与厚朴酚类(Schisandra chinensis)组合可产生协同降糖作用,其联合效应指数达1.32。

2. **肠道菌群调控**:宏基因组分析显示,JTTZF治疗使厚壁菌门(Bacteroidetes)占比提升19%,其中拟杆菌属(Faecalibacterium)丰度增加2.3倍,与改善胰岛素敏感性呈显著正相关(r=0.76)。

3. **安全性优势**:治疗窗达100-300μg/mL,较二甲双胍宽泛2-3倍,且未观察到肝毒性(ALT<40U/L,AST<30U/L)。五、理论突破与启示

1. **突破传统中药研究范式**:首次建立"化学指纹-组织富集-通路激活"三级验证体系,为复方机制研究提供新方法。

2. **信号通路交叉调控**:揭示cGAS-STING轴与AMPK/mTOR通路存在物理连接(蛋白互作验证),为多靶点药物设计提供理论支撑。

3. **动态干预时机**:代谢组学显示,JTTZF在糖尿病早期(3周干预)即可抑制脂多糖诱导的TLR4/NF-κB通路激活,而二甲双胍需在糖耐量受损阶段(6周)才显现疗效。六、研究局限性及展望

1. **样本代表性局限**:现有研究主要基于 SPF级动物模型,未来需开展多中心临床试验验证转化效果。

2. **代谢通路复杂性**:未完全解析STING抑制后cGAS的再生机制,需开发实时检测cGAMP的技术手段。

3. **临床应用适配性**:当前剂量设计基于实验室研究,实际临床应用需优化剂型(如纳米制剂)和给药方案。本研究为传统中药复方现代化研究提供了范本,其发现的代谢-免疫双重调控机制,为开发新型抗糖尿病药物开辟了新方向。后续研究建议开展:(1)基于器官芯片的动态药效学模型;(2)JTTZF组分在3D肝类器官中的定向代谢研究;(3)STING/cGAS信号轴与肠道菌群互作的机制解析。
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