槲皮素通过抑制PFKFB3调控糖酵解和线粒体功能缓解急性胰腺炎的机制研究

本研究针对急性胰腺炎(AP)中糖酵解失调和线粒体功能障碍的关键问题，通过生物信息学筛选和实验验证发现槲皮素(quercetin)作为新型PFKFB3抑制剂，可显著降低PFKFB3表达、抑制糖酵解并改善线粒体功能，从而减轻AP炎症和组织损伤。该研究为AP治疗提供了新的靶向干预策略。

　　

急性胰腺炎(AP)是一种发病凶险、死亡率高的炎症性疾病，其核心病理机制涉及胰腺腺泡细胞异常激活导致的自我消化和全身炎症反应。尽管临床治疗手段不断进步，但重症AP死亡率仍居高不下。近年研究发现，糖酵解通路的异常激活与AP进展密切相关——过度活跃的糖酵解不仅导致乳酸堆积和细胞酸中毒，还会破坏线粒体功能，形成恶性循环。其中，PFKFB3（6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶3）作为糖酵解关键限速酶，可能成为干预AP的新靶点，但相关研究仍存在空白。

针对这一科学问题，蚌埠医学院第一附属医院的研究团队在《Cellular and Molecular Life Sciences》发表重要成果。研究人员通过生物信息学分析结合多维度实验验证，首次系统阐明了天然黄酮类化合物槲皮素通过靶向抑制PFKFB3调控能量代谢，从而缓解AP的作用机制。研究采用分子对接技术从32个候选分子中筛选出槲皮素等4个符合Lipinski五规则的PFKFB3抑制剂，并通过体外细胞模型（雨蛙素诱导的AR42J细胞）和体内动物模型（雨蛙素诱导的AP大鼠）进行功能验证。关键技术包括：Seahorse XF细胞能量代谢分析、JC-1线粒体膜电位检测、ROS水平测定、Western blot蛋白表达分析以及组织病理学评估等。

研究结果部分呈现以下重要发现：

分子机制验证

通过同源比对证实PFKFB3在人类与啮齿类动物间具有97%以上的序列相似性。分子对接显示槲皮素与PFKFB3结合能低至-9.9 kcal/mol，且完全符合口服药物特性规则。体外实验证实槲皮素处理可使炎症胰腺细胞的PFKFB3蛋白表达降低60%，同时显著抑制糖酵解关键酶PFK-1和LDH的表达。

代谢调控效应

Seahorse分析显示槲皮素能同时降低OCR（氧耗速率）和ECAR（细胞外酸化率），表明其对有氧呼吸和无氧糖酵解的双重调控作用。JC-1染色证实槲皮素可逆转AP导致的线粒体膜电位下降（红/绿荧光比值提升2.3倍），并降低细胞内ROS水平达45%。

动物模型疗效

在AP大鼠模型中，槲皮素（50 mg/kg）预处理使血清淀粉酶和脂肪酶水平分别下降58%和63%，炎症因子TNF-α和IL-6降低40%以上。组织学分析显示其显著减轻胰腺间质水肿、炎性浸润和坏死程度，免疫组化证实胰腺组织中PFKFB3、PFK-1和LDH表达同步下调。

讨论部分指出，该研究首次揭示PFKFB3介导的糖酵解-线粒体功能失调是AP进展的关键环节，而槲皮素通过"代谢重编程"发挥治疗作用：一方面抑制Fru-2,6-BP（果糖-2,6-二磷酸）生成阻断糖酵解过度活化，另一方面通过稳定线粒体膜电位(ΔΨm)减少ROS产生。这种双重作用机制为开发AP靶向药物提供了新思路，尤其值得注意的是，作为天然产物的槲皮素具有良好安全性，其临床转化前景值得期待。研究同时强调，未来需进一步优化给药方案并探索与其他抗炎药物的协同效应。

该成果不仅深化了对AP代谢异常机制的认识，更开创了通过小分子抑制剂调控能量代谢治疗AP的新途径，为临床突破重症AP治疗瓶颈提供了实验依据。研究采用的"生物信息学预测-分子机制解析-动物模型验证"一体化策略，也为其他代谢相关疾病的靶向治疗研究提供了范式参考。