甘露糖通过依赖AMPK的NRF2信号通路减轻氧化应激，从而缓解四氯化碳诱导的肝纤维化

《The Journal of Nutritional Biochemistry》：Mannose attenuates CCl 4-induced liver fibrosis by reducing oxidative stress through AMPK-dependent NRF2 signaling

　　**摘要亮点**• 甘露糖减轻四氯化碳（CCl?）诱导的肝纤维化。• 阻断NRF2信号通路在很大程度上消除了甘露糖的有益作用。• 甘露糖通过AMPK依赖的NRF2信号通路保护肝细胞免受氧化应激损伤。• 甘露糖对肝细胞的保护作用间接抑制肝星状细胞（HSC）的活化。**引言**慢性肝病仍然是全球重大的公共卫生负担，每年导致超过一百万人死亡[1]。肝纤维化是慢性肝病进展为肝硬化的关键病理步骤，源于慢性肝损伤后修复反应失调。其依赖于肝星状细胞（HSCs）的持续活化，而这一活化状态由一个复杂的调控网络维持，涉及肝细胞损伤、促炎或促纤维化介质（如活性氧ROS和转化生长因子β，TGF-β）的旁分泌/自分泌信号，以及免疫细胞相互作用和代谢应激[[2], [3], [4]]。在这些因素中，肝细胞来源的氧化应激已成为启动并维持纤维化反应的关键触发因素。鉴于肝纤维化的病程长且复杂，目前尚无有效的药物治疗可用于各种病因的纤维化，这凸显了探索潜在治疗策略的迫切需求[2,5]。甘露糖是一种天然存在的己糖，广泛存在于多种植物和水果中，也存在于人体血液中[6,7]。它具有安全性好、口服生物利用度高、耐受性良好和成本低等特点，在人体中的安全性和药代动力学特征良好[[8], [9], [10]]。甘露糖可被己糖激酶磷酸化后进入糖酵解途径，也可被磷酸甘露糖变位酶2转化为甘露糖-1-磷酸用于蛋白质糖基化[11]。除了作为代谢底物外，新兴证据表明甘露糖可以调节细胞代谢和应激反应，表明其在疾病中发挥更广泛的调控功能。虽然众所周知葡萄糖和果糖摄入过量会导致代谢紊乱，但甘露糖已在多种疾病中显示出独特的代谢和抗炎作用[[12], [13], [14]]。口服甘露糖可保护肠屏障完整性并缓解葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎[15]，还能改善小鼠模型中的糖尿病[16]。在肝病中，甘露糖已被报道具有有益作用：它在酒精相关肝病中抑制乙醇激活的PI3K/Akt/mTOR通路，从而调节肝细胞脂质代谢[17,18]；并且能减轻来自终末期代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）肝硬化患者的精准切割肝组织切片中的纤维化相关指标[19,20]。综合这些发现，甘露糖可能影响肝病的关键病理过程，特别是与代谢和炎症相关的过程，并支持其潜在的营养干预价值和转化医学意义。然而，甘露糖在肝纤维化中的临床应用仍有待确立，其抗纤维化作用的机制尚未完全阐明。值得注意的是，氧化应激是肝纤维化的关键驱动因素，而核因子红系2相关因子2（NRF2）信号通路是细胞抗氧化防御的核心调节器[21,22]。NRF2的激活可促进广泛的细胞保护基因的转录，包括血红素加氧酶-1（HO-1），从而限制氧化损伤和炎症反应[23]。然而，甘露糖能否通过NRF2信号通路调节肝脏氧化应激，以及这如何促使其潜在的抗纤维化作用，目前尚不清楚。此外，近期研究表明AMP活化蛋白激酶（AMPK）等代谢传感器可能位于NRF2信号通路的调控上游，将细胞代谢状态与氧化还原稳态联系起来[24,25]。鉴于甘露糖代谢与细胞能量代谢和糖基化途径密切相关，甘露糖可能通过AMPK依赖的机制调节氧化应激。在本研究中，我们评估了甘露糖在四氯化碳（CCl?）诱导的小鼠肝纤维化模型中的保护作用，并探讨了其潜在机制。虽然先前的研究报告了甘露糖对HSCs的直接抑制作用，但肝细胞内在机制是否也参与其抗纤维化作用尚不清楚。因此，我们检验了甘露糖是否通过调节肝细胞氧化应激来减轻肝纤维化，并探讨了AMPK–NRF2信号轴的可能参与。鉴于甘露糖是一种可口服的天然单糖，这些发现可能为进一步探索口服甘露糖作为肝病营养干预手段提供理论依据。**章节摘要****小鼠实验**7周龄雄性C57BL/6J小鼠购自江苏吉玛生物医药有限公司。小鼠在SPF（无特定病原体）条件下饲养，采用12小时光暗周期，温度和湿度受控。所有动物均饲喂经γ射线辐照的标准化饲料（生产商：协通生物科技有限公司，货号：XTI01WC-009），自由饮水。表1展示了本研究中使用的饲料完整成分。为建立肝纤维化模型，小鼠接受了[腹腔注射]……（原文此处截断）**甘露糖摄入改善CCl?诱导的小鼠肝纤维化**为确定甘露糖是否对肝纤维化具有保护作用，我们建立了CCl?诱导的纤维化模型，并在整个实验期间通过饮水给予5%（w/v）甘露糖（图1A）。实测每日饮水量约为6–8 mL，对应估计甘露糖摄入量约为0.3–0.4 g/只/天。与这一口服给药方案一致，甘露糖处理组小鼠的血清甘露糖水平显著高于其他组小鼠（图S1）。随着……（原文此处截断）**讨论**本研究证明，甘露糖给药显著减轻CCl?诱导的肝纤维化，伴随肝脏氧化应激和炎症减轻。我们的发现提示了一种以肝细胞为中心的机制，涉及AMPK依赖的NRF2信号通路。这些结果为甘露糖在代谢和氧化还原调节水平上如何调控肝纤维化提供了新的见解。越来越多的证据表明，甘露糖在……中发挥抗炎和代谢调节作用……（原文此处截断）**结论**本研究证明，甘露糖通过以肝细胞为中心的机制减轻CCl?诱导的肝纤维化，而非通过直接抑制HSC活化。在机制上，甘露糖激活AMPK并增强NRF2信号通路，从而增强抗氧化防御并减少肝细胞中的氧化应激。这种肝细胞保护作用间接限制了HSC活化，进而减轻纤维化。这些发现确定了AMPK–NRF2通路作为一个重要的……（原文此处截断）**利益冲突声明**作者声明不存在利益冲突。**资金支持**本工作由中国国家自然科学基金（编号82270623）资助孔德润，国家自然科学基金（编号82270640，82570738）和安徽省杰青自然科学基金（编号2408085J047）资助徐龙。**CRediT作者贡献声明****胡强：** 撰写——初稿、可视化、验证、形式化分析。**张合骄：** 可视化、验证、方法论、形式化分析。**田杉飞：** 可视化、验证、调查、形式化分析。**张心茹：** 验证、方法论。**舒航：** 验证、方法论。**谢林溪：** 监督、概念化。**杨磊：** 验证、调查。**王晨宇：** 验证。**李春峰：** 验证。**徐龙：** 撰写——审阅与编辑、监督、资源……（原文此处截断）**利益冲突声明**作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，可能影响本论文中所报告的工作。**作者：** 胡强|张合骄|田杉飞|张心茹|舒航|谢林溪|杨磊|王晨宇|李春峰|徐龙|孔德润