梨皮富集残渣提取物通过调控抗氧化信号与脂质代谢减轻乙醇诱导的肝损伤

《Advances in Pharmacological and Pharmaceutical Sciences》:Pear Peel–Enriched Residue Extract Attenuates Ethanol-Induced Liver Injury Through Regulation of Antioxidant Signaling and Lipid Metabolism

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月06日 来源:Advances in Pharmacological and Pharmaceutical Sciences 2.9

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  过量饮酒通过氧化应激、脂质蓄积和炎症诱导进行性肝损伤,主要由失调的乙醇(EtOH)代谢驱动。鉴于植物来源植物化学物在肝脏保护中的研究兴趣日益增长,梨(Pyrus pyrifolia)因其抗氧化和脂质调节特性而受到关注;然而,梨皮富集残渣提取物(PPE)的肝脏保

  
过量饮酒通过氧化应激、脂质蓄积和炎症诱导进行性肝损伤,主要由失调的乙醇(EtOH)代谢驱动。鉴于植物来源植物化学物在肝脏保护中的研究兴趣日益增长,梨(Pyrus pyrifolia)因其抗氧化和脂质调节特性而受到关注;然而,梨皮富集残渣提取物(PPE)的肝脏保护作用及其生物活性组分和机制尚不清楚。因此,研究人员采用体外、体内和计算机模拟方法评估了PPE对EtOH诱导肝损伤的肝脏保护潜力。在HepG2细胞中,PPE降低氧化应激、恢复细胞活力并降低细胞内EtOH和乙醛水平,效果优于梨提取物,与水飞蓟素相当。在EtOH处理的C57BL/6小鼠中,PPE减轻肝损伤标志物、减少肝脏脂质蓄积并改善组织病理学改变。PPE还调节与氧化应激和脂质代谢相关蛋白的表达。GNPS–FBMN分析推定注释了120余种植物化学物(或代谢物),计算机模拟分析提示所选代谢物与参与EtOH代谢和脂质调控的蛋白之间存在潜在相互作用。这些发现提示PPE具有肝脏保护潜力,值得作为减轻酒精相关性肝病的潜在候选物进一步研究。
酒精相关性肝病(ALD)是重要的临床和公共卫生问题,涵盖由慢性乙醇(EtOH)摄入引起的一系列进行性肝脏疾病,其病理连续谱从单纯性脂肪变性、脂肪性肝炎发展为纤维化、肝硬化和肝细胞癌。过量饮酒约占全球发病率和死亡率的5%。EtOH摄入后主要在肝脏经乙醇脱氢酶(ADH)代谢生成乙醛——一种高反应性且具有肝毒性的中间产物,随后由乙醛脱氢酶(ALDH)转化为乙酸。然而在慢性或过量EtOH暴露下,微粒体EtOH氧化系统尤其是细胞色素P450 2E1(CYP2E1)上调,这种代谢转变放大了活性氧(ROS)的生成,导致氧化应激,启动并维持肝细胞损伤。氧化还原失衡促进ALD进展的多个下游病理过程,包括线粒体功能障碍、脂质过氧化、内质网应激和促炎信号通路激活。此外ROS促进脂肪生成转录因子如固醇调节元件结合蛋白-1c(SREBP-1c)和脂肪酸合酶(FAS)上调,促进肝脏甘油三酯(TG)蓄积。鉴于ALD的多因素性质及缺乏获批药物治疗,具有抗氧化、抗炎和脂质调节特性的植物化学物备受关注。梨(Pyrus pyrifolia)提取物因可增强ADH和ALDH活性、促进乙醛解毒而受到关注,但梨组织中植物化学物分布不均匀,梨皮组织富含多酚(如绿原酸和熊果苷)、类黄酮和三萜类化合物。梨汁提取产生的固体残渣仍富含梨皮相关植物化学物,然而该梨皮富集残渣的植物化学特征和肝脏保护潜力相对于常规梨提取物尚不充分。因此本研究旨在系统研究梨皮富集残渣提取物(PPE)对EtOH诱导肝损伤的肝脏保护作用,通过整合植物化学图谱分析、机制性蛋白表达分析和活性化合物计算机模拟对接,重点探讨氧化应激、脂质代谢及与EtOH诱导肝损伤相关的分子变化。

研究人员开展的主要关键技术方法包括:以HepG2细胞和C57BL/6N小鼠(6周龄雄性,购自Orient Bio Inc.,韩国)建立EtOH诱导肝损伤模型;采用Folin–Ciocalteu法测定总酚含量及DPPH自由基清除实验评价抗氧化活性;通过MTT法、DCFH-DA荧光探针检测细胞活力与ROS;采用UHPLC–MS/MS结合GNPS–FBMN分子网络和MS-Dial进行化合物注释;运用分子对接、分子动力学(MD)模拟及admetSAR 3.0进行ADMET评价。

研究结果如下:

3.1 梨提取物(PE)与PPE的抗氧化特性比较:通过Folin–Ciocalteu法测定总酚含量,PPE总酚含量达381.46 mg GAE/100 g提取物,约为PE(156.22 mg GAE/100 g)的2.4倍;DPPH实验中PPE在各浓度下均显示更强清除活性,500 μg/mL时接近抗坏血酸。表明PPE富含抗氧化相关成分。

3.2 PE和PPE减轻HepG2细胞中EtOH诱导的氧化应激和肝毒性:通过MTT法和DCFH-DA染色,3% EtOH显著降低细胞活力并升高ROS,PE和PPE(0.05–0.1°Brix)显著逆转上述变化,降低细胞内EtOH和乙醛蓄积,且PPE效果优于PE,与水飞蓟素相当。基于此选择PPE进行后续体内研究。

3.3 PPE减轻小鼠EtOH诱导的肝损伤并减少EtOH、乙醛和脂质蓄积:通过血清生化检测,EtOH显著升高GOT、GPT和TG,PPE共给药显著降低这些指标;PPE还显著降低血清EtOH、乙醛及肝脏乙醛水平。

3.4 PPE介导的对抗EtOH诱导肝脂肪变性和组织损伤的组织学评估:Oil Red O染色显示EtOH组出现大泡性脂肪变性,PPE剂量依赖性减少脂滴蓄积,400 mg/kg组与水飞蓟素组相当;H&E染色显示PPE剂量依赖性改善气球样变、胞质空泡化和炎性细胞浸润。

3.5 PPE调节蛋白表达以减轻EtOH诱导的肝脏脂毒性、炎症和氧化应激:通过Western blot分析,EtOH上调CYP2E1(2.8倍)、SREBP-1c(2.4倍)、FAS(2.7倍)、NF-κB(2.1倍)和Col1A1(2.3倍),下调Nrf2(41%)和GCLC(38%);PPE剂量依赖性逆转上述变化,400 mg/kg组CYP2E1降低47%、SREBP-1c降低43%、FAS降低48%、Col1A1降低56%,Nrf2升高1.8倍、GCLC升高1.7倍。

3.6 提取物中化合物的推定注释:通过UHPLC–MS/MS结合GNPS–FBMN和MS-Dial,共注释120种化合物,以生物碱(21%)为主,其次为糖苷(11%)、脂肪酸(9%)、萜类(9%)、有机酸(7%)、多酚(6%)和苯丙素类(5%),并对多个化合物的裂解行为进行了系统评价。

3.7 分子对接分析:对接结果显示所选代谢物对ADH、FAS、3GLU和ALDH具有不同亲和力,化合物4、26和119对ADH结合能分别为?9.99、?12.24和?10.96 kcal/mol;化合物119对FAS硫酯酶域结合能最低(?10.05 kcal/mol);化合物26、35和119对3GLU结合能为?10.24、?9.76和?11.72 kcal/mol;化合物4、8和26对ALDH结合能为?9.70、?9.34和?9.79 kcal/mol。作者指出对接结果仅为假设生成性,提示计算结合兼容性。

3.8–3.13 MD模拟及参数分析:通过RMSD、SASA、Rg、氢键和RMSF分析,配体–蛋白复合物RMSD均小于0.30 nm,C-α原子波动低于0.33 nm,表明复合物在模拟过程中相对稳定,配体未引起显著结构扭曲。

3.14 ADME分析:admetSAR 3.0预测显示55%的化合物HIA值超过80%;多数化合物对肝微粒体代谢稳定(HLM<30%);75%化合物DILI安全,80%非致突变;2-羟基-3,4-二甲氧基苯甲酸(3)、甲氧基吲哚乙酸(14)、5-苯基乙酰丙酸(37)、羟基苯基乳酸(77)和(9Z)-5,8,11-三羟基十八碳-9-烯酸(117)具有最有利的综合ADMET特征。

讨论部分总结:本研究证明PPE通过调节氧化应激、脂质失调和炎症信号发挥对EtOH诱导肝损伤的保护作用。PPE总酚含量显著高于PE并具有更强DPPH清除活性,为其增强的细胞保护作用提供生化基础。在HepG2细胞中PPE效果优于PE且与水飞蓟素相当,但作者指出由于未直接测定ADH和ALDH酶活性,EtOH和乙醛的降低可能反映氧化负荷降低或细胞EtOH代谢改变。体内实验中PPE降低血清GOT、GPT和TG,改善组织病理学;分子水平上PPE下调CYP2E1、SREBP-1c、FAS、NF-κB和Col1A1表达,上调NRF2和GCLC表达;但作者强调这些发现表明总蛋白表达变化而非直接确认NF-κB通路激活或NRF2核转位。代谢物谱注释了120余种植物化学物,对接和MD模拟支持部分化合物与肝损伤相关靶点的计算稳定性,ADMET分析为假设生成性且部分代谢物显示DILI和/或Ames致突变信号,需实验验证。作者指出研究局限性包括HepG2细胞不能完全重现原代人肝细胞复杂性、组织学观察为定性、未纳入直接酶活性测定、计算机模拟结果需实验验证、PPE对其他器官的全身效应及肠道菌群介导的生物转化有待研究。

研究结论翻译:总之,PPE对EtOH诱导的肝损伤表现出保护作用,与减轻氧化应激、抑制肝脏脂肪生成以及减少炎症和早期纤维化反应相关。这些效应与CYP2E1、SREBP-1c、FAS、NF-κB和Col1A1表达降低以及NRF2/GCLC介导的抗氧化信号恢复相关。代谢物谱分析揭示PPE含有多种植物化学物,补充的对接、MD和ADMET分析提示若干代谢物可能通过与EtOH相关细胞应激、脂质调控和氧化还原稳态相关的相互作用对其肝脏保护活性有所贡献;然而这些计算预测需要直接实验验证,不应被解释为已确认的作用机制。综合来看,这些发现提示PPE可作为富含酚类资源的候选物,值得进一步研究用于潜在减轻酒精诱导的肝损伤。
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