小檗碱通过AMPK/PINK1/PRKN依赖的线粒体自噬机制，改善萎缩性胃炎细胞的线粒体功能障碍

《Archives of Biochemistry and Biophysics》：Berberine improves mitochondrial dysfunction in cells with atrophic gastritis via AMPK/PINK1/PRKN-dependent mitophagy

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  BBR能够改善GES-1细胞中由MNNG诱导的线粒体功能障碍。
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  BBR激活了PINK1-PRKN介导的线粒体自噬。
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  BBR通过AMPK/PGC-1α途径促进线粒体生物发生。
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  化合物C会逆转BBR的保护作用。
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  BBR可以改善CAG小鼠的胃黏膜损伤和炎症。

引言

慢性萎缩性胃炎（CAG）通常由慢性胃炎发展而来，其主要特征是胃黏膜的萎缩[1]。幽门螺杆菌（Hp）感染是CAG的主要原因。此外，其他原因和风险因素还包括自身免疫性胃炎（A型，与抗壁细胞抗体和/或抗内在因子抗体相关）、胆汁和十二指肠液反流、长期使用非甾体抗炎药、高盐饮食、吸烟、饮酒、过热或过冷的饮料及食物、年龄增长、非Hp胃菌群的失调、心理压力以及维生素C缺乏等[2]。CAG在全球范围内具有较高的患病率，全球范围内萎缩性胃炎的患病率约为25.4%[3]。CAG患者患胃癌、食管癌和食管胃交界癌的风险增加2到4倍[4]。CAG主要由幽门螺杆菌感染引起[5]。幽门螺杆菌感染会导致线粒体功能障碍，从而降低能量产生效率并引发活性氧（ROS）的积累，加剧细胞损伤并促进疾病进展[6]。线粒体是负责能量产生、维持钙平衡、生成ROS以及调节细胞凋亡的重要细胞器[7]。线粒体自噬（mitophagy）是一种特殊的自噬形式，细胞通过这种方式选择性地包裹并降解受损的线粒体，从而维持线粒体和细胞内环境的稳态[8]。因此，探索针对线粒体自噬的策略以恢复细胞功能可能是阻止甚至逆转CAG进展的前沿科学挑战。

中医（TCM）在CAG的治疗中一直是临床和实验研究的热点[9]。中医在增强胃黏膜防御能力、改善黏膜微循环、调节炎症和免疫反应以及促进病变愈合方面具有显著优势[10]。小檗碱（BBR）是从中药黄连根中提取的一种异喹啉生物碱，具有多种生物活性，如抗氧化、抗炎、抗糖尿病和抗菌作用[11]。近年来研究表明，小檗碱对线粒体功能具有多方面的调节作用[12][13]。在线粒体自噬调节方面，小檗碱表现出依赖于特定环境的独特效应：在氧化应激条件下，它促进保护性自噬；而在过度自噬导致细胞损伤的情况下，它则会适当抑制自噬进程[14]。虽然已有报道指出小檗碱与多种疾病中的线粒体自噬有关[15][16][17]，但尚无关于CAG的相关研究。

PTEN诱导的假定激酶1（PINK1）-parkin RBR E3泛素蛋白连接酶（PRKN）途径是线粒体自噬的核心调控机制[18]。研究表明，小檗碱可以调节关键线粒体代谢酶的活性和呼吸链复合体的表达[19]，同时参与蛋白质的去乙酰化修饰[20]。这些调控机制可能与PINK1-PRKN介导的线粒体质量控制网络有关[21][22]，尽管其在胃黏膜细胞中的具体功能联系尚未明确。

鉴于线粒体功能障碍在CAG中的重要作用以及小檗碱对线粒体功能的治疗潜力，本研究旨在探讨小檗碱在CAG中的分子作用机制。基于此，我们提出以下总体假设：“BBR通过促进线粒体自噬来缓解CAG。”为了验证这一假设，本研究使用了CAG实验模型来确定小檗碱在CAG中的具体作用机制。

章节摘要

细胞培养与处理

GES-1细胞系（ATCC，美国）在添加了10%胎牛血清（A5669701，Gibco，美国）、100 IU/mL青霉素和100 μg/mL链霉素的Dulbecco改良Eagle培养基（C0891，Beyotime，上海）中培养，培养条件为37°C和5%的CO₂环境。

细胞分组和处理方式如下：对照组细胞在未添加任何药物的情况下正常培养。CAG组细胞则被暴露于40 μM的N-甲基-N'-硝基-N-亚硝基胍（MNNG，HY-128612，MCE）中。

BBR可以改善GES-1细胞中由MNNG诱导的线粒体功能障碍

首先，通过用MNNG处理GES-1细胞建立了体外模型。随着MNNG浓度的增加，细胞活力逐渐下降，40 μM时细胞活力降至约60%。因此，后续实验采用了这一浓度（见图1A）。在80 μM浓度范围内，BBR对细胞活力没有显著影响（见图1B）。根据文献研究[24]，选择了20 μM和40 μM两个浓度进行干预。

讨论

多项研究表明，小檗碱能够改善线粒体功能障碍。例如，小檗碱通过激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路显著减少氧化应激和线粒体功能障碍，并缓解高葡萄糖对PC12细胞的损伤[28]。此外，预先使用小檗碱可以增加自噬活性，并保护H9c2细胞在缺氧/再氧合条件下的线粒体膜电位损失[29]。

结论

本研究揭示了小檗碱通过AMPK/PINK1/PRKN依赖的线粒体自噬机制改善CAG中的线粒体功能障碍。这些结果为后续的小檗碱治疗CAG研究提供了依据。

CRediT作者贡献声明

张燕：撰写——审稿与编辑、数据可视化、软件操作、项目管理和资金筹措、数据管理。 郭成：撰写——初稿撰写、结果验证、软件操作、实验设计、资金筹措、数据管理。 宋燕：撰写——审稿与编辑、结果验证、实验监督、方法设计、资金筹措、数据管理。 王亚楠：撰写——初稿撰写、实验监督、项目管理和概念构思。 刘飞：撰写——

伦理声明

本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究获得了揭州市人民医院的批准（批准编号：2025-0015）。

伦理批准与参与同意

所有动物实验均遵守实验室动物使用和护理指南，并获得了揭州市人民医院伦理委员会的批准。实验过程符合ARRIVE指南（伦理批准编号：2025-0015）。

不适用。

本研究生成和分析的数据集不公开，但可根据合理请求向通讯作者获取。

作者声明没有利益冲突。

资助情况

本研究未获得任何资助。

致谢

不适用。

王亚楠 | 宋燕 | 郭成 | 张燕 | 李峰 | 元晓蕾 | 陆志刚 | 齐宝贤 | 刘飞

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