FoxO1/PPARα通路调控能量代谢：揭示轻度低温缓解肝脏缺血再灌注损伤的新机制

本研究为解决肝脏缺血再灌注损伤(IRI)临床防治难题，通过动物模型和细胞实验揭示轻度低温(MH)通过激活FoxO1/PPARα通路促进脂肪酸氧化(FAO)和糖异生，同时抑制线粒体凋亡途径的关键机制。研究发现MH可显著提升PPARα表达，促进其与FoxO1的核转位互作，上调CPT1a和PCK1等代谢关键酶，为肝脏手术中应用MH治疗提供了新的理论依据。

　　

肝脏作为人体代谢中枢，其缺血再灌注损伤(Ischemia-Reperfusion Injury, IRI)是肝切除和移植手术中常见的严重并发症。当血流中断后重新恢复时，缺氧组织会产生大量活性氧(ROS)，引发"二次打击"效应——这种矛盾现象导致全球每年约30%的肝移植患者出现移植物功能障碍。更棘手的是，目前临床上尚无特效药物能有效预防或治疗IRI，这使得探索无药物干预手段成为研究热点。

武汉大学中南医院的研究团队在《Scientific Reports》发表的最新研究中，将目光投向了一种特殊的物理干预手段——轻度低温(Mild Hypothermia, MH)。这种将体温维持在32-35℃的治疗方法，已在心搏骤停和缺血性卒中等领域展现保护作用，但其在肝脏IRI中的分子机制始终是未解之谜。研究团队通过构建小鼠70%肝脏缺血模型和细胞缺氧复氧(H/R)模型，结合临床肝移植标本的多组学分析，首次揭示了MH通过FoxO1/PPARα代谢轴发挥保护作用的完整信号通路。

关键技术方法包括：建立小鼠70%肝脏缺血模型和 BRL-3A 细胞缺氧复氧模型；采用RNA测序分析临床肝移植标本的转录组变化；通过免疫共沉淀(Co-IP)和免疫荧光验证蛋白互作；使用FoxO1特异性抑制剂AS1842856进行功能验证；检测血清ALT/AST、肝组织ROS/GSH等生化指标。

PPARα表达降低与肝移植不良预后相关

通过对3对临床心脏死亡捐献(DCD)肝移植标本的转录组分析发现，再灌注后PPARα表达显著降低，且低PPARα水平与术后ALT/AST升高呈负相关。这一发现为后续机制研究提供了临床依据。

MH通过调节FAO和糖异生减轻IRI

动物实验显示，MH处理显著降低了IRI小鼠的肝损伤评分和血清ALT/AST水平。代谢分析揭示MH促进甘油三酯水解，提高血糖水平而不影响肝糖原储存，同时上调脂肪酸氧化关键酶CPT1α和糖异生限速酶PCK1的表达。

PPARα是MH保护作用的关键介质

Western blot显示MH能逆转IRI导致的PPARα表达下降。细胞实验证实，PPARα过表达可模拟MH的保护效果，降低H/R诱导的ALT/AST释放和细胞凋亡；而PPARα敲除则抵消MH的获益。机制上，PPARα通过维持GSH/GSSG比值减少氧化应激，并调控CPT1a/PEPCK1表达。

MH促进FoxO1与PPARα的互作

通过AlphaFold 3多尺度结构建模预测的FoxO1-PPARα相互作用，在免疫共沉淀和免疫荧光中得到验证。MH处理显著增强了两者的核转位和共定位，而FoxO1抑制剂AS1842856则破坏这种互作，证实FoxO1是PPARα的上游调控因子。

FoxO1抑制加剧IRI损伤

药理学抑制FoxO1导致血清甘油三酯和乳酸蓄积，同时降低血糖和GSH/GSSG比值。重要的是，MH能部分逆转这些代谢异常，证实FoxO1/PPARα通路在MH保护中的核心地位。

这项研究首次系统阐明了MH通过FoxO1/PPARα双重调控能量代谢和凋亡通路的作用机制：在代谢方面，MH激活的FoxO1-PPARα复合物促进CPT1α介导的脂肪酸β氧化和PCK1驱动的糖异生，维持ATP供应；在凋亡方面，该通路通过提升BCL2/BAX比值，抑制细胞色素C释放和caspase-3活化，阻断线粒体凋亡级联反应。

研究的临床意义在于：为肝移植术中应用MH提供了明确的分子靶点；证实代谢重编程可作为IRI干预的新策略；发现的PPARα表达与移植预后的相关性，可能成为术后风险评估的生物标志物。值得注意的是，MH作为无药物干预手段，相比药理方法具有更好的临床转化潜力。未来研究可进一步探索FoxO1-PPARα相互作用的精确结构基础，以及MH与其他器官保护策略的协同效应。