虾青素通过调控TGF-β/Smad信号通路抑制肝星状细胞活化和肝纤维化的双重机制研究

本研究针对肝纤维化治疗中TGF-β1诱导的肝星状细胞(LX-2)异常活化问题，探究了虾青素(Asta)通过清除·OH/·O2?自由基和抑制p-Smad2/3磷酸化的双重作用机制。结果显示20 μmol/L Asta可使α-SMA和I型胶原表达降低55-60%，显著抑制细胞增殖迁移并促进凋亡，为开发多靶点抗纤维化药物提供了新思路。

　　

肝纤维化作为慢性肝病的共同病理结局，其核心机制是肝星状细胞(HSCs)在转化生长因子-β1(TGF-β1)刺激下转化为肌成纤维细胞，过度分泌细胞外基质(ECM)。尽管TGF-β/Smad信号通路被确认为关键调控途径，但现有治疗药物存在靶点单一、副作用大等问题。虾青素(Asta)作为一种从红藻中提取的强效类胡萝卜素，具有独特的共轭双键和末端羟基/酮基结构，其抗氧化效力是维生素C的6倍，但能否通过直接调控TGF-β/Smad通路发挥抗纤维化作用尚不明确。

浙江省某医院的研究团队在《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》发表的研究中，创新性地将自由基清除实验与信号通路分析相结合。研究采用溶剂萃取法从红藻粉中提取Asta，通过HPLC验证纯度后，首先检测了其对DPPH·、·OH和·O₂^?的清除能力。随后建立TGF-β1诱导的LX-2细胞模型，设置对照组、TGF-β1组(10 ng/mL)和TGF-β1+Asta组(20 μmol/L)，运用MTT/EdU检测增殖、Transwell分析迁移、流式细胞术测定凋亡，并通过Western blotting检测15种相关蛋白表达。

抗氧化活性分析显示，Asta对·OH和·O₂^?的清除率显著高于维生素C，但对DPPH·的清除能力稍弱。在细胞实验中，TGF-β1刺激使LX-2细胞增殖活性增加3.8倍，迁移细胞数提升2.1倍，而Asta处理使这些指标分别回落至基线水平的1.6倍和1.3倍。凋亡检测发现，Asta能逆转TGF-β1导致的凋亡抑制，使凋亡率从6.2%回升至18.5%，同时上调促凋亡蛋白Bax和Caspase-3表达2.1-2.3倍。

在炎症调控方面，Asta使TGF-β1诱导的TNF-α、IL-6和IL-1β水平分别下降31.8%、36.0%和29.4%。更关键的是，Western blotting结果显示Asta能特异性抑制p-Smad2/3磷酸化达60%，而不影响总Smad2/3表达，同时使纤维化标志物α-SMA和I型胶原分别降低55%和60%。剂量实验证实，5-40 μmol/L的Asta对p-Smad2/3的抑制呈浓度依赖性，20 μmol/L时即达到最大效应的60%，且对正常肝细胞无毒性。

该研究首次揭示Asta通过"抗氧化-抗炎-信号通路抑制"的三重协同机制对抗肝纤维化：其共轭双键结构有效中和·OH和·O₂^?，阻断氧化应激驱动的TGF-β自分泌循环；同时直接干扰Smad2/3磷酸化，抑制ECM过度沉积。相较于临床常用药吡非尼酮，Asta在等效浓度下展现更优的多靶点特性，且纳米载体可将其肝靶向递送效率提升至40%。这些发现为开发基于天然产物的抗纤维化组合疗法提供了重要理论依据，未来需在CCI₄诱导的动物模型中进一步验证其与现有药物的协同效应。