川芎生物碱提取物通过调控内质网-线粒体钙离子通讯缓解肝纤维化的机制研究

本研究针对肝纤维化治疗缺乏靶向药物的现状，通过UHPLC-HRMS成分鉴定结合网络药理学分析，发现川芎生物碱提取物(CXAL)通过调节ITPR1/MFN2介导的钙离子(Ca2+)跨细胞器转运，改善内质网应激(ER stress)和线粒体功能障碍，显著减轻胆管结扎(BDL)模型肝纤维化。该研究为中药多靶点干预器官elle通讯提供了新证据。

　　

肝纤维化作为慢性肝损伤的共同终末途径，其逆转过程缓慢且缺乏特异性治疗药物。尽管美国FDA已批准resmetirom用于治疗MASH（代谢功能障碍相关脂肪性肝炎），但针对不同病因肝纤维化的共性病理环节仍缺乏有效干预手段。近年研究发现，内质网（ER）与线粒体间的钙离子（Ca²⁺）紊乱是推动肝纤维化进展的关键环节——当内质网应激发生时，过量Ca²⁺通过线粒体相关内质网膜（MAM）通道涌入线粒体，诱发氧化应激和能量代谢障碍，形成恶性循环。传统中药川芎（Chuanxiong Rhizoma, CX）具有明确的抗纤维化作用，但其生物碱组分（CX_AL）是否通过调控细胞器间Ca²⁺通讯发挥作用尚不明确。

北京中医药大学生命科学学院Qu Jiaorong（瞿娇蓉）团队在《Chinese Herbal Medicines》发表的研究，首次从亚细胞器通讯角度揭示了CX_AL的抗纤维化机制。研究人员采用UHPLC-HRMS（超高效液相色谱-高分辨质谱联用）鉴定出CX_AL主要含川芎嗪（tetramethylpyrazine）、尿嘧啶等成分，通过胆管结扎（BDL）小鼠模型和脱氧胆酸（DCA）诱导的AML12肝细胞模型，结合网络药理学预测、免疫荧光共定位、钙离子荧光探针等关键技术，系统阐明了CX_AL的多靶点作用途径。

3.1 成分鉴定与药效验证

通过正负离子模式下的总离子流图（TIC）明确CX_AL化学成分，5-20 mg/kg剂量梯度给药显示：CX_AL显著降低BDL小鼠血清HA（透明质酸）、LN（层粘连蛋白）等纤维化标志物，改善肝组织胶原沉积和α-SMA（α-平滑肌肌动蛋白）表达。

3.3 网络药理学预测

从TCMSP/DrugBank数据库筛选的206个CX_AL靶点与500个纤维化相关基因交叉获得57个共同靶点，富集分析显示这些靶点显著关联ER/线粒体通路，且特异性定位于肝细胞。

3.4 ER应激调控

CX_AL下调Eif2ak3（真核翻译起始因子2α激酶3）、ATF6（激活转录因子6）等ER应激标志基因，减少ER内Ca²⁺超载（Fluo-4/ER-Tracker检测），缓解DCA诱导的CANX（钙联接蛋白）结构紊乱。

3.5 线粒体功能修复

通过Mito-SOX探针发现CX_AL降低线粒体ROS（活性氧），上调GST（谷胱甘肽硫转移酶）抗氧化酶，恢复mt-CytB（细胞色素B）、Ndufb8（NADH脱氢酶亚基）等呼吸链组分表达，同时Rhod-2 AM检测显示线粒体Ca²⁺浓度显著降低。

3.6 MAM结构调控

免疫荧光显示CX_AL减少TOM20（线粒体外膜蛋白）与PDI（蛋白质二硫键异构酶）的异常共定位。机制上，CX_AL通过双重途径调控Ca²⁺平衡：①抑制ITPR1（1,4,5-三磷酸肌醇受体1）减少ER→线粒体Ca²⁺外流；②上调MFN2（线粒体融合蛋白2）促进线粒体→ER的Ca²⁺回收。MFN2激动剂MASM7的验证实验证实该途径的关键性。

这项研究创新性地揭示了CX_AL通过"双向调控"细胞器间Ca²⁺流动改善肝纤维化的新机制：一方面抑制ITPR1介导的Ca²⁺外排，另一方面增强MFN2/SERCA2（肌浆网钙ATP酶2）依赖的Ca²⁺回收。这种多靶点干预策略为破解中药复杂成分的协同作用提供了范例，也为开发靶向MAM的抗纤维化药物开辟了新思路。值得注意的是，CX_AL的主要活性成分川芎嗪此前已被证明能抑制mtDNA（线粒体DNA）泄漏，提示其可能通过多种途径阻断肝星状细胞（HSC）活化。未来研究可进一步探索CX_AL成分库中其他生物碱（如perlolyrine）对特定MAM蛋白的精确调控作用。