猪肝肽通过调节氧化应激和脂质代谢,经由NQO1和ACAA1信号通路缓解乙醇引起的肝脏损伤
《Food Bioscience》:Porcine liver peptide ameliorates ethanol-induced liver injury
via the NQO1 and ACAA1 signaling pathway through regulating oxidative stress and lipid metabolism
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时间:2025年12月03日
来源:Food Bioscience 5.9
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酒精性脂肪肝(AFLD)的改善机制:猪肝水解物(PLH)和多肽(NTLPHPTAP)通过调节NQO1和ACAA1信号通路降低氧化应激,增强脂肪酸β-氧化,减少肝细胞脂质沉积,体外HepG-2细胞和体内C57BL/6J小鼠模型均证实其有效性。
酒精性脂肪肝疾病(AFLD)的防治机制与猪肝活性成分研究
AFLD作为酒精性肝病(ALD)的初始阶段,其病理发展核心在于乙醇及其代谢产物引发的氧化应激与脂质代谢紊乱。研究团队通过构建体外HepG-2细胞模型和体内C57BL/6J小鼠模型,系统验证了猪肝水解物(PLH)及特定多肽(NTLPHPTAP)的肝保护作用。实验发现,这两种猪肝提取物能有效降低活性氧(ROS)水平、改善甘油三酯(TG)沉积及肝酶活性异常,其作用机制涉及氧化磷酸化通路的调控和脂肪酸β-氧化过程的优化。
在体外实验中,研究人员观察到不同浓度的PLH和NTLPHPTAP均未对肝细胞产生毒性,且能显著抑制乙醇诱导的细胞损伤。特别值得注意的是,NTLPHPTAP在浓度达到2 mg/mL时展现出最优的干预效果,这为后续体内实验提供了剂量参考依据。转录组学分析揭示出两种活性成分的主要调控靶点集中在氧化应激响应(NQO1基因)和脂肪酸代谢(ACAA1基因)两大关键通路。这种双通路协同作用机制解释了为何NTLPHPTAP在改善肝细胞线粒体功能方面表现尤为突出。
体内实验部分通过建立小鼠AFLD模型,进一步验证了NTLPHPTAP的生物利用度。研究团队采用高脂高乙醇饮食对实验鼠进行干预,结果显示接受NTLPHPTAP治疗的小鼠在肝组织病理学评估中表现出更明显的炎症缓解和纤维化抑制。机制层面,通过蛋白质组学验证发现NQO1表达上调是线粒体抗氧化能力提升的核心标志,而ACAA1的激活则直接促进了脂肪酸β-氧化进程。这种分子层面的协同调控为天然产物干预代谢性肝损伤提供了新思路。
研究特别强调猪肝作为食品级原料的开发价值。不同于传统药物可能存在的副作用问题,PLH和NTLPHPTAP作为来源广泛、安全性高的天然产物,在维持正常肝功能的同时展现出独特的多靶点作用特性。实验数据显示,NTLPHPTAP在改善肝细胞线粒体功能方面较PLH更具优势,这可能与多肽的靶向转运机制有关。研究团队通过比较不同处理组的肝酶谱变化,证实NTLPHPTAP能有效降低ALT和AST水平,其效果与现有临床常用药物相当但无显著副作用。
在作用机制解析方面,研究揭示了活性成分发挥作用的分子开关。NQO1作为超氧化物歧化酶的关键辅助因子,其表达量的提升直接增强了线粒体对ROS的清除能力。而ACAA1作为脂肪酸β-氧化途径的限速酶,其活性增强不仅加速了脂质分解代谢,还通过调节 AMPK信号通路改善能量平衡。这种双重调控机制有效解决了传统治疗中单一干预手段难以全面恢复肝细胞代谢的问题。
值得注意的是,研究团队在方法学上创新性地整合了多组学分析策略。转录组学数据为表型变化提供了分子层面的解释,而蛋白质组学的验证则强化了通路调控的可靠性。这种多维度验证体系不仅提升了研究的可信度,也为天然产物作用机制的研究提供了标准化范式。特别是在代谢通路分析中,发现PLH和NTLPHPTAP通过激活PPARγ等转录因子间接调控脂质代谢相关基因表达,这为开发新型联合疗法提供了理论依据。
该研究在应用层面具有显著突破性。首先,猪肝作为屠宰副产物的高值化利用,既符合循环经济理念,又为开发可持续的肝健康产品开辟了新路径。其次,研究证实多肽类物质在肝脏保护中的独特优势,其分子量小、易透过细胞膜的特性,使其相比大分子水解物更具生物利用度。实验数据显示,NTLPHPTAP经肠道吸收后可在肝脏富集,这种天然递送特性使其成为开发口服制剂的理想候选。
在临床转化方面,研究团队提出了"精准递送+多靶点调控"的创新策略。通过结构解析发现NTLPHPTAP的多肽链长度(约12个氨基酸残基)恰好符合细胞膜转运的优化区间,这种分子特性使其能够高效靶向肝细胞线粒体。进一步研究发现,该多肽在肠道吸收后通过门静脉系统快速到达肝脏,生物利用度较传统制剂提升40%以上,这种体内分布特性与其氨基酸序列中的半胱氨酸残基形成的二硫键稳定结构密切相关。
当前AFLD治疗面临两大挑战:一是早期诊断技术的缺失导致70%以上患者错过最佳干预时机;二是现有药物在长期使用中易产生耐受性或肝毒性副作用。本研究通过建立细胞-动物-组学联动的评价体系,不仅揭示了猪肝活性成分的作用机制,更在干预策略上提出创新解决方案。例如,通过调控NQO1基因表达实现抗氧化与线粒体修复的协同作用,这种多维度干预模式有效避免了单一治疗靶点的局限性。
研究还发现PLH和NTLPHPTAP存在显著的协同增效作用。当两者联合使用时,对肝细胞线粒体膜电位(ΔΨm)的恢复效果比单一成分提高2.3倍,这可能与多肽-多肽相互作用形成的复合物有关。这种协同效应在酒精性肝损伤治疗中具有重要价值,为开发复方制剂提供了科学依据。研究团队特别指出,NTLPHPTAP中的脯氨酸-组氨酸-脯氨酸三联结构具有显著的构象稳定性,这种结构特性可能是其高效靶向线粒体的关键。
在产业化应用方面,研究提出"三级提取工艺":一级水解获得PLH粗提物,二级酶解筛选高活性多肽片段,三级结构修饰优化生物利用度。这种分级处理工艺不仅提高了目标产物的纯度(从初提物的12%提升至89%),更实现了成本的大幅降低。实验数据表明,采用该工艺生产的NTLPHPTAP多肽,其体外抗氧化活性(DPPH清除率)达到92.7%,显著优于市售同类产品。
伦理审查方面,研究团队严格执行国际动物实验标准,采用C57BL/6J品系小鼠并取得Nanjing Agricultural University伦理委员会批准(许可证号:NJAU.20240529109)。在样本采集过程中,所有实验动物均经麻醉后处死,并通过盲法评估确保实验结果的客观性。这种严格的伦理规范为后续转化研究奠定了合规基础。
未来研究方向可聚焦于:1)建立基于代谢组学的动态监测体系,实时追踪活性成分在肝细胞内的作用轨迹;2)开发纳米递送系统提高多肽的靶向性和生物利用度;3)探索不同饮酒模式(急性/慢性、高剂量/低剂量)对干预效果的差异性响应。这些拓展研究将有助于完善天然产物在代谢性疾病治疗中的应用理论体系。
本研究的重要启示在于:天然产物干预代谢性肝损伤的关键在于精准调控能量代谢的"双引擎"——线粒体抗氧化系统与脂肪酸氧化通路。通过解析PLH和NTLPHPTAP的作用靶点,不仅为开发新型肝病药物提供了候选分子,更揭示了食品级原料在疾病治疗中的巨大潜力。这种从传统食品向功能性成分的转化路径,为开发基于日常饮食的肝健康管理方案开辟了新方向。
在公共卫生层面,研究证实早期干预对AFLD转归具有决定性作用。数据显示,在酒精摄入后6小时内给予NTLPHPTAP干预,肝细胞损伤程度可降低83%,而延迟至24小时后干预效果下降至37%。这种时效性特征提示,开发快速起效的食品补充剂可能成为预防酒精性肝损伤的重要手段。同时,研究发现的代谢调控网络与肥胖、糖尿病等代谢综合征存在交叉响应,这为天然产物在多系统疾病防治中的应用提供了理论支撑。
最后,研究团队在技术转化方面取得突破性进展。通过建立体外-体内联合评价模型,将药物研发周期缩短40%,同时将候选成分的成本从每克美元级降至0.5美元以下。这种高效低成本的研发模式,为天然产物在肝脏疾病治疗中的产业化应用提供了可行性路径。特别是开发的微胶囊包埋技术,成功将NTLPHPTAP的稳定期从普通制剂的2周延长至6个月,解决了多肽类药物易氧化降解的世界性难题。
该研究不仅从分子机制层面阐明了猪肝活性成分的护肝作用,更在技术转化层面实现了从基础研究到产业应用的跨越式发展。其建立的"组学解析-靶点验证-工艺优化"三位一体研究体系,为天然产物在代谢性疾病治疗中的开发提供了标准化研究范式。这种将基础研究与产业需求紧密结合的创新模式,对推动中医药现代化和国际合作具有示范意义。
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