磷酸肌酸通过调控TGF-β/Smad与α-SMA通路改善糖尿病小鼠肝纤维化的机制研究

本研究针对糖尿病肝纤维化缺乏有效治疗手段的临床难题，探索了磷酸肌酸（PCr）通过抑制TGF-β/Smad信号通路和改善线粒体功能的双重机制缓解纤维化的新策略。研究人员采用STZ联合CCl4 诱导的糖尿病肝纤维化小鼠模型，通过组织学染色、Western blot和线粒体呼吸功能检测等技术，证实PCr能显著降低胶原沉积、抑制HSC活化标志物α-SMA和I型胶原表达，并恢复线粒体能量代谢。该研究为代谢相关性肝病提供了潜在治疗靶点。

　　

研究背景
在糖尿病与慢性肝病双重负担日益加重的当下，肝纤维化作为共同终末病理改变，正成为全球公共卫生的重要挑战。当高血糖遭遇肝毒性物质如CCl₄
时，会形成"代谢-毒性"双重打击，通过持续激活肝星状细胞(HSC)和过度分泌细胞外基质(ECM)导致肝功能衰竭。尽管TGF-β/Smad通路被公认是纤维化核心调控轴，但现有降糖药物对该通路的干预效果有限，且线粒体功能障碍与纤维化的关联机制尚未阐明。

大连医科大学的研究团队在《Tissue and Cell》发表的研究中，创新性地利用能量代谢调节分子磷酸肌酸(PCr)，在STZ诱导的糖尿病联合CCl₄
肝损伤模型中，系统评估了其对肝纤维化的改善作用及分子机制。研究发现PCr不仅能通过抑制TGF-β/Smad/α-SMA信号轴减轻纤维化，还能显著恢复线粒体氧化磷酸化功能，为代谢性肝病治疗提供了"一箭双雕"的新型干预策略。

关键技术方法
研究采用20-25g C57BL/6小鼠建立STZ糖尿病模型后，联合CCl₄
（0.5ml/kg，每周2次）诱导肝纤维化。实验组分别给予20mg/kg和50mg/kg PCr干预8周。通过H&E和Masson染色评估纤维化程度，ELISA检测TNF-α和IL-6炎症因子，Western blot分析TGF-β、p-Smad2/3、α-SMA和I型胶原蛋白表达，高分辨率呼吸测量术(HRR)评估线粒体复合体I-IV功能。

研究结果

1. PCr治疗减轻肝纤维化和组织学损伤
   Masson染色显示PCr组胶原沉积面积较模型组减少47.3%，肝小叶结构明显改善。I型胶原免疫组化阳性率下降52.8%，证实PCr能有效抑制ECM过度积累。

2. PCr对氧化应激的影响
   50mg/kg PCr使肝脏MDA（丙二醛）水平降低61.2%，SOD（超氧化物歧化酶）活性提升2.3倍，表明其显著改善氧化还原失衡。

3. 抗炎作用与肝功能改善
   PCr组血清ALT/AST水平分别下降58.7%和49.2%，TNF-α和IL-6浓度降低至接近正常组水平，显示其兼具肝细胞保护与抗炎功效。

4. 线粒体功能恢复
   HRR检测发现PCr使线粒体ATP产量增加83.5%，复合体II和IV的氧耗率分别提高1.8倍和2.1倍，证实其能修复电子传递链功能。

5. 分子机制解析
   Western blot显示PCr使TGF-β1蛋白表达降低64.3%，Smad2/3磷酸化水平下降71.5%，α-SMA和I型胶原分别减少59.8%和67.4%，明确其通过阻断TGF-β/Smad通路抑制HSC活化。

结论与意义
该研究首次阐明PCr通过"代谢-信号"双重调控机制改善糖尿病肝纤维化：一方面通过增强线粒体氧化磷酸化能力缓解能量危机，另一方面选择性抑制TGF-β/Smad信号转导，阻断HSC向肌成纤维细胞转化。这种既能"开源"（恢复能量供应）又可"节流"（减少ECM生成）的特性，使PCr相比单纯通路抑制剂更具临床转化潜力。研究为开发靶向代谢重编程的抗纤维化药物提供了理论依据，特别对合并线粒体功能障碍的代谢相关脂肪性肝病(MAFLD)患者具有重要参考价值。