Vitisin A通过调控Nrf2/HO-1通路与铜死亡机制抑制肝纤维化的作用研究

《Scientific Reports》：Vitisin A inhibits liver fibrosis by promoting Nrf2/HO-1 pathway and inhibiting Cuproptosis

本研究针对肝纤维化缺乏有效治疗手段的临床难题，聚焦天然化合物Vitisin A的干预潜力。研究人员通过体内外实验证实，Vitisin A能通过激活Nrf2/HO-1信号通路抑制肝星状细胞活化，同时调控铜死亡（Cuproptosis）关键标志物FDX1/DLAT的表达，显著改善CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型病理表现。该研究首次揭示Vitisin A通过双重调控氧化应激与新型细胞死亡机制发挥抗纤维化作用，为肝纤维化治疗提供了新策略。

　　

在慢性肝病的发展历程中，肝纤维化始终是困扰临床治疗的顽固堡垒。当肝脏长期遭受炎症、代谢异常或毒性物质侵袭时，肝星状细胞（HSCs）会异常活化，导致细胞外基质（ECM）过度沉积，最终引发肝组织结构破坏和功能衰退。尽管医学界对肝纤维化的形成机制已有深入认识，但能够有效逆转这一病理过程的治疗手段依然匮乏。更令人困扰的是，肝纤维化进程往往具有不可逆性，一旦发展为肝硬化，患者将面临肝癌和肝衰竭的严重威胁。

近年来，程序性细胞死亡的新型调控机制不断涌现，其中铜死亡（Cuproptosis）作为新发现的细胞死亡方式，在纤维化疾病中展现出重要调控作用。当细胞内铜离子异常累积时，会引发线粒体脂酰化蛋白聚集和铁硫簇蛋白稳定性破坏，进而触发炎症免疫应答。临床数据进一步证实，铜代谢紊乱与纤维化进展呈显著正相关。与此同时，Keap1-Nrf2-HO-1信号轴作为细胞抗氧化应激的核心通路，其活化状态与肝纤维化严重程度密切关联。这些发现为肝纤维化的治疗提供了新的靶点方向。

在这一研究背景下，来自宁波杭州湾医院消化内科的丁思雯团队将目光投向了天然化合物Vitisin A。这种来源于葡萄的吡喃花青素类物质，此前已被发现具有抗炎和调节脂质代谢的作用，但其在肝纤维化中的具体效应及分子机制尚属未知。研究人员在《Scientific Reports》发表的这项研究中，系统探讨了Vitisin A通过调控Nrf2/HO-1通路与铜死亡机制抑制肝纤维化的作用效果。

为开展此项研究，团队运用了多种关键技术方法：通过TGF-β1诱导的LX-2细胞模型和CCl₄诱导的小鼠肝纤维化模型模拟疾病状态；采用CCK-8法检测细胞活力，Western blot和ELISA分析蛋白表达；利用siRNA基因沉默技术和ML385抑制剂验证信号通路；通过分子对接模拟Vitisin A与Nrf2的相互作用；采用HE染色和Masson染色评估组织病理变化。

Vitisin A以剂量依赖性方式抑制肝纤维化

研究人员首先通过动物实验验证Vitisin A的体内效应。结果显示，CCl₄诱导的肝纤维化小鼠肝脏结构破坏严重，Masson染色显示大量蓝色胶原纤维区域。而Vitisin A治疗组肝纤维化明显改善，且高剂量组效果更为显著。血清学检测发现，Vitisin A能剂量依赖性地降低ALT、AST、ALB和TBIL水平。Western blot分析进一步证实，Vitisin A显著降低Collagen I和α-SMA蛋白表达。尤为重要的是，Vitisin A还能剂量依赖性地逆转肝纤维化小鼠的铜死亡水平升高，同时下调脂肪生成标志物FAS、ACC的表达，增强β-氧化标志物CPT1、PPARα的表达，并显著降低MDA水平。

Vitisin A抑制活化的LX2细胞中的肝纤维化和铜死亡

在体外实验中，团队使用TGF-β1活化LX2细胞建立肝纤维化模型。研究发现Vitisin A能以浓度和时间依赖性方式提高纤维化细胞的活力。当使用铜死亡激活剂ES-Cu处理细胞时，Vitisin A能够显著缓解ES-Cu引起的细胞毒性。进一步检测发现，ES-Cu可增强FDX1和CTR1表达，同时抑制DLAT和ATP7B表达，表明铜死亡水平升高，而Vitisin A能逆转这一趋势。此外，Vitisin A处理还显著降低肝星状细胞中ROS和MDA水平，这些效应均能被ES-Cu逆转。

Vitisin A通过Nrf2/HO-1信号通路抑制纤维化和铜死亡

为阐明作用机制，研究人员通过分子对接分析发现Vitisin A可与Nrf2直接结合。在肝纤维化条件下，LX2细胞中Nrf2和HO-1表达下降，而Vitisin A能剂量依赖性地恢复这种表达下降，但对Keap1几乎无影响。当使用siNrf2抑制Nrf2表达后，Vitisin A对纤维化和铜死亡的抑制作用被显著阻断。Vitisin A能显著降低CTR1表达同时上调ATP7B表达，但这种保护效应在NRF2敲除细胞中被消除。ELISA结果进一步表明，NRF2敲除后，Vitisin A缓解细胞脂质合成和氧化应激的效应被显著抑制。

Vitisin A通过Nrf2/HO-1信号通路在体内对纤维化和铜死亡产生治疗作用

在动物实验中，团队使用ML385抑制Nrf2表达以验证信号通路。结果显示，ML385组Nrf2和HO-1表达被抑制，且能被Vitisin A部分恢复。相反，ML385处理促进铜死亡和纤维化相关蛋白表达，而Vitisin A能抑制这种促进效应。当体内NRF2被下调时，Vitisin A对脂质合成和氧化应激的调节作用被抑制。Vitisin A对铜死亡诱导损伤的治疗效应被ML385显著抑制，这一结果进一步通过血清学和组织染色分析得到证实。

研究结论与讨论部分强调，Vitisin A通过激活Nrf2/HO-1信号通路，双重调控氧化应激反应和铜死亡过程，有效抑制肝星状细胞活化和肝纤维化进展。值得注意的是，Vitisin A并不直接逆转肝纤维化，而是延缓其发展进程。分子机制上，Vitisin A可能通过干扰Keap1-Nrf2结合，阻止Nrf2泛素化降解，从而增强细胞抗氧化应激能力。同时，Vitisin A对铜代谢关键转运蛋白CTR1和ATP7B的调节作用，进一步证实其在维持铜离子稳态中的重要作用。

这项研究的创新之处在于首次将天然化合物Vitisin A的抗纤维化作用与铜死亡这一新型细胞死亡机制相联系，并阐明Nrf2/HO-1信号通路在这一过程中的核心地位。尽管研究未比较Vitisin A与其他药物的疗效差异，且其临床转化价值仍需进一步验证，但该发现无疑为肝纤维化的治疗提供了新的思路和潜在药物候选。特别是在天然化合物治疗肝病研究日益受到重视的当下，Vitisin A展现出的多靶点调控特性，使其成为未来肝纤维化组合疗法开发中有价值的研究对象。