Integrative transcriptomic and metabolomic analysis explores the mechanisms by which ACT001 treats MAFLD in mice:揭示 ACT001 治疗代谢相关脂肪性肝病潜在机制的多组学研究

【字体: 时间:2025年04月12日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究 ACT001 治疗代谢相关脂肪性肝病(MAFLD)的潜在机制,研究人员通过建立高脂饮食诱导的 MAFLD 小鼠模型,进行转录组和代谢组整合分析。结果表明 ACT001 可调节亚油酸和谷胱甘肽代谢通路改善 MAFLD,为 MAFLD 治疗提供新方向。

  在当今社会,随着人们生活方式和饮食习惯的改变,代谢相关脂肪性肝病(Metabolic associated fatty liver disease,MAFLD)的发病率正逐年攀升。MAFLD 已迅速成为全球慢性肝病的主要病因之一,给公共卫生带来了沉重负担。据估计,全球约 38% 的人口受其影响,在超重或肥胖人群中比例更高,这不仅耗费大量医疗资源,还严重影响经济生产力。然而,目前针对 MAFLD 的有效治疗手段十分有限,因此,探寻新的治疗靶点和药物迫在眉睫。
天津医科大学第二人民医院临床学院、天津市第二人民医院肝病科等机构的研究人员开展了一项研究,旨在探究 ACT001 治疗 MAFLD 的潜在机制。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为 MAFLD 的治疗提供了新的思路和方向。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,构建了 40 只 C57BL/6J 雌性小鼠的 MAFLD 模型,将其分为正常饮食(ND)组、高脂饮食(HFD)组、HFD-ACT001 组(200mg/kg/d)、HFD - 多烯磷脂酰胆碱(PPC)组(150mg/kg/d)进行实验。其次,采用转录组学分析技术检测肝脏组织基因表达差异,用代谢组学分析技术检测代谢物变化情况,同时运用实时荧光定量 PCR(RT-qPCR)对差异表达基因进行验证 。

下面来看看具体的研究结果:

  1. ACT001 改善肝脏病理:长期高脂饮食的小鼠体重高于正常饮食小鼠,经 ACT001 或 PPC 处理后体重下降。HE 染色显示,ND 组肝细胞正常,HFD 组出现明显大泡性脂肪变性和气球样变性,伴有炎症浸润;HFD-ACT001 和 HFD-PPC 组肝脏损伤和肝细胞肿胀减轻。Masson 染色表明,HFD 组肝窦有胶原沉积和大量脂滴,而 HFD-ACT001 和 HFD-PPC 组的胶原沉积和脂肪空泡数量均减少。
  2. ACT001 改善 HFD 喂养小鼠的肝损伤:与 ND 组相比,HFD 组小鼠肝脏丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)水平显著升高;与 HFD 组相比,HFD-ACT001 组和 HFD-PPC 组这些指标均显著降低,说明 ACT001 可改善高脂饮食诱导的小鼠肝细胞损伤和血脂升高。
  3. ACT001 广泛调节肝脏代谢:对四组小鼠肝脏样本进行非靶向代谢组学分析,主成分分析(PCA)和偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)结果显示各组间有明显分离。研究鉴定出多种差异代谢物,KEGG 分析表明 ACT001 干预显著调节了亚油酸代谢和谷胱甘肽代谢等途径。
  4. ACT001 广泛调节肝脏转录:转录组测序分析显示,ND 组与 HFD 组在 PCA 图上明显分离,药物治疗组更接近正常组。研究发现多个差异表达基因(DEGs),GO 和 KEGG 富集分析表明,ACT001 和 PPC 干预可部分恢复高脂饮食引起的脂质和类固醇代谢途径紊乱。
  5. 转录组学和代谢组学的综合分析:综合分析表明,高脂饮食主要通过胆汁分泌途径诱导 MAFLD,而 ACT001 主要通过亚油酸代谢、中心碳代谢和谷胱甘肽代谢途径改善 MAFLD。研究还确定了相关差异代谢物和基因,并分析了它们之间的相关性。
  6. 差异表达基因的验证:对 Cyp2c54、Hsp90aa1、Chac1、Map3k13 和 Hspa1b 进行 RT-qPCR 分析,结果显示 ACT001 组中 Cyp2c54 mRNA 表达显著上调,Hsp90aa1 mRNA 表达显著下调,Chac1 mRNA 表达增加,Map3k13 和 Hspa1b 表达下降,但后三者变化未达统计学意义。

在研究结论与讨论部分,研究人员指出,此前对 ACT001 改善非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的机制研究主要在蛋白质组学层面,而本研究从转录和代谢水平进行探索。研究证实 ACT001 可改善 MAFLD 小鼠的脂质和肝功能,减轻肝脂肪变性。综合转录组和代谢组分析发现,ACT001 可能通过调节亚油酸代谢和谷胱甘肽代谢途径缓解 MAFLD。

不过,该研究也存在一定局限性。例如,转录组和代谢组分析的样本量较小,可能影响对细微生物学变化的检测和结论的可靠性;研究未使用针对相关途径的抑制剂或激动剂,无法确定 ACT001 干预与代谢重编程之间的因果关系。未来研究可扩大样本量,增加相关实验,进一步明确 ACT001 治疗 MAFLD 的具体机制,为开发更有效的 MAFLD 治疗方法奠定基础。总体而言,本研究为 MAFLD 的治疗提供了新的潜在药物靶点和理论依据,对推动 MAFLD 的临床治疗发展具有重要意义。
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