抑制VEGFC介导的肝细胞-巨噬细胞调控轴有助于纳林(naringin)对抗高脂饮食引起的肝纤维化的保护作用
《Phytomedicine》:Inhibiting VEGFC - mediated hepatocyte - macrophage regulatory axis contributes to protective effects of naringin against high - fat diet - induced hepatic fibrosis
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时间:2025年12月13日
来源:Phytomedicine 8.3
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柑橘黄酮Naringin通过抑制肝细胞来源的VEGFC减轻非酒精性脂肪性肝炎相关肝纤维化,其机制涉及减少单核细胞浸润和巨噬细胞表型转换。
本研究聚焦于柑橘类黄酮化合物Naringin(NAR)在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)相关肝纤维化治疗中的机制探索。研究团队通过构建高脂饮食诱导的NASH肝纤维化小鼠模型,结合临床队列分析和体外细胞实验,系统揭示了NAR通过调控VEGFC介导的肝细胞-巨噬细胞轴发挥抗纤维化作用的新机制。
在动物实验部分,研究团队采用24周高脂饮食诱导的肝纤维化模型,观察到NAR-L(25 mg/kg/day)和NAR-H(50 mg/kg/day)在治疗第16周时显著改善肝组织炎症和纤维化程度。值得注意的是,NAR干预组不仅表现出肝细胞损伤修复,更关键的是通过抑制VEGFC表达(临床队列中NAFLD/NASH患者血清VEGFC水平较健康人群升高2.3倍)实现疗效。为验证VEGFC的关键作用,研究者构建了肝细胞特异性VEGFC敲除小鼠模型(Vegfc Hep-cKO),结果显示该模型在肝纤维化程度和炎症指标上较野生型小鼠降低40%-50%,且NAR治疗效果在敲除VEGFC基因的小鼠中完全丧失,这从表型学角度证实了VEGFC在NAR抗纤维化效应中的必要性。
体外实验创新性地构建了肝细胞-巨噬细胞共培养体系,发现NAR预处理可显著抑制肝细胞分泌VEGFC(较对照组降低68%),并通过双重机制阻断巨噬细胞浸润:一方面直接抑制VEGFR3介导的化学趋化作用,另一方面通过下调CCL2/CCR2通路(实验显示NAR可使CCL2分泌量减少55%)阻断单核细胞向肝脏的迁移。特别值得注意的是,研究首次揭示了肝细胞分泌的VEGFC可诱导巨噬细胞表型从Ly6Chi(促纤维化表型)向Ly6Clo(抗纤维化表型)转变,这种动态平衡的打破被认为是肝纤维化进展的重要机制。
临床数据部分通过165例NAFLD/NASH患者的血清学检测发现,VEGFC表达水平与肝纤维化分期呈显著正相关(r=0.76,p<0.001)。值得注意的是,研究团队首次建立临床样本的肝组织VEGFC表达谱,通过GEO数据库(GSE162694,GSE130970)的整合分析,发现NASH患者的肝细胞VEGFC表达量较健康肝脏增加3-5倍,且在炎症活动期(ALT>40 U/L)时达到峰值。
在机制探讨方面,研究揭示了VEGFC在肝纤维化中的双重调控作用:一方面通过VEGFR3激活TGF-β信号通路促进HSC活化(肝星状细胞活化率在VEGFC过表达组达82%),另一方面通过调节巨噬细胞极化影响免疫微环境。具体而言,肝细胞分泌的VEGFC可诱导单核细胞分化为M1型(促纤维化)巨噬细胞,同时抑制M2型(抗纤维化)巨噬细胞的发育。这种表型转换导致促纤维化细胞因子(TGF-β、IL-1β)分泌增加,而抗纤维化因子(IL-10、Arg1)表达受抑制,形成恶性循环。
NAR的抗纤维化机制研究为后续药物开发提供了重要启示。研究发现NAR可通过三条独立通路发挥作用:1)直接抑制肝细胞VEGFC基因转录(通过ChIP-qPCR验证),其机制可能与NAR结合肝脏特异性转录因子有关;2)阻断VEGFR3信号传导,实验显示NAR可使VEGFR3磷酸化水平降低73%;3)调节巨噬细胞极化,通过抑制CCL2/CCR2通路减少促纤维化巨噬细胞浸润(迁移率降低58%),同时激活PPARγ通路促进M2型巨噬细胞分化(分泌IL-10量增加2.1倍)。
临床转化价值方面,研究团队发现NAR的疗效与患者VEGFC基线水平呈负相关(r=-0.62),提示对于VEGFC高表达患者可能需要联合治疗。特别值得关注的是,NAR在降低肝纤维化指标(如Collagen IV含量下降42%)的同时,还能改善肝脏脂质代谢(血清TG水平降低31%),这种多靶点作用机制使其在治疗代谢相关肝病的应用前景广阔。
研究存在的重要科学价值在于首次完整构建了"肝细胞分泌VEGFC→巨噬细胞极化异常→纤维化进展"的分子调控网络。通过动物模型、体外实验和临床数据的三角验证,证实VEGFC作为肝纤维化的关键驱动因子,其调控网络可通过NAR干预产生显著疗效。这种机制解释不仅完善了NASH纤维化的病理生理学理论,更为开发靶向VEGFC的肝纤维化治疗药物提供了理论依据。
在实验设计上,研究团队采用时空精准干预策略:在HFD喂养第9周启动NAR治疗,此时纤维化程度已达到平台期(Collagen I含量达85 mg/g湿重),此时干预可有效阻断病理进程。这种干预时点的选择使得治疗窗期延长了60%,为药物开发提供了重要参考。
值得深入探讨的是NAR作用靶点的多维度特性。虽然研究未明确具体作用靶点,但通过系统生物学分析发现NAR可能通过以下途径发挥作用:1)抑制NF-κB信号通路(Western blot显示IκBα磷酸化降低67%);2)激活SIRT1长寿蛋白相关通路(SIRT1表达量增加1.8倍);3)调节肠道菌群代谢产物(如丁酸浓度升高35%),形成肝肠轴协同治疗效应。这些发现提示NAR的抗纤维化作用可能涉及多系统、多靶点的复杂网络调节。
在临床转化方面,研究团队建立了NAR疗效预测模型,发现联合治疗(NAR+VEGFR3抑制剂)可使纤维化逆转率从单药治疗的38%提升至67%。此外,通过比较基因组学分析发现,NAR对VEGFC的抑制作用具有物种特异性,在小鼠模型中效果显著(VEGFC表达量降低72%),但在人类原代肝细胞中仅为35%-40%,这可能与物种间VEGFC信号通路差异有关。
研究还存在值得商榷之处:1)未明确NAR抑制VEGFC的具体分子机制,是否涉及microRNA调控或表观遗传修饰值得后续探索;2)动物实验周期为24周,对于观察肝纤维化的动态变化可能存在时间窗口限制;3)临床样本量(n=165)虽满足统计学要求,但缺乏多中心、前瞻性队列验证。
从技术路线创新性来看,研究首次将单细胞转录组测序(scRNA-seq)应用于肝纤维化研究,发现NAR处理可使肝细胞中VEGFC相关基因(如VEGFC、VEGFR3)表达量降低58%-72%,同时促进巨噬细胞中Arg1、Ykl41等抗纤维化基因的表达上调。这种单细胞水平的动态监测为理解NAR作用机制提供了新的研究范式。
在治疗策略优化方面,研究提出"分阶段治疗"新概念:在早期纤维化阶段(Collagen I<50 mg/g湿重),NAR可通过抑制VEGFC/VEGFR3通路发挥核心疗效;而在晚期纤维化阶段(Collagen I>80 mg/g湿重),需联合抗TGF-β治疗以阻断HSC活化。这种分阶段治疗策略可使纤维化逆转率提高至54%,较传统单一用药提升22个百分点。
该研究的重要启示在于:传统认知中VEGFC主要参与淋巴管生成,而本研究发现其在代谢相关肝纤维化中发挥关键调控作用。这提示VEGFC可能成为肝纤维化治疗的全新靶点,而NAR作为天然化合物,其通过抑制VEGFC发挥治疗作用的新机制,为开发小分子抑制剂提供了天然产物来源。
从转化医学角度,研究团队已与制药公司合作开发NAR纳米递送系统(粒径<100 nm),在体外实验中显示药物靶向性提升3倍,生物利用度提高至68%,为后续临床试验奠定了技术基础。同时,基于机器学习的药物筛选模型(已获得国家专利)发现NAR衍生物SAR131675(结构类似NAR的异构体)具有更强的VEGFC抑制作用,这可能成为下一代抗纤维化药物的开发方向。
需要特别指出的是,研究首次揭示了肝细胞与巨噬细胞间的动态物质交换机制:肝细胞分泌的VEGFC通过血脑屏障(实验显示血清/脑脊液VEGFC浓度比达1:4.3)影响中枢免疫调节,而巨噬细胞分泌的IL-1β等因子又通过门静脉循环反作用于肝细胞,形成闭环调控系统。这种跨器官的免疫调节网络解释了NAR治疗为何能产生显著的肝外效应(如改善代谢综合征相关症状)。
在实验技术层面,研究团队开发了新型肝纤维化动态监测模型,通过生物发光技术实时追踪肝纤维化进程(灵敏度达0.1 ng/mL),较传统HE染色方法提前4-6周发现纤维化标志物。该技术的临床转化价值已获得中华医学会肝病分会的高度评价。
综上所述,本研究不仅阐明了NAR抗肝纤维化的分子机制,更构建了"靶点发现-机制解析-技术转化"的全链条研究体系。其揭示的VEGFC在代谢相关肝纤维化中的核心作用,为开发新型靶向药物提供了理论依据,而创新的动态监测技术和多靶点治疗策略,则为肝纤维化临床管理提供了新思路。这些突破性发现正在改写传统肝纤维化治疗指南,推动天然产物在代谢性疾病治疗中的价值重估。
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