达格列净减轻C57BL/6小鼠肝脂肪变性并诱导一种模拟禁食的代谢状态

《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》：Dapagliflozin attenuates hepatic steatosis and induces a fasting-mimicking metabolic state in C57BL/6 mice

　　

代谢相关脂肪性肝病（metabolic steatotic liver disease，MASLD）缺乏能够靶向线粒体功能障碍这一疾病进展核心驱动因素的有效药物治疗。研究人员提出假设：达格列净可通过促进一种间接性的全身模拟禁食状态而减轻MASLD进展，并据此提出其可能通过调节SIRT1（沉默信息调节因子1）–PGC-1α（过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1α）信号通路以恢复线粒体生物能量学。C57BL/6小鼠分别接受对照饮食或高脂饮食，并分别配以普通饮水或含15%果糖的饮水。自第10周至第16周，动物经口胃管灌胃给予生理盐水或达格列净（10 mg/kg）。研究人员进行了生化分析、磁共振成像、口服葡萄糖耐量试验、体视学分析、肝脏超微结构分析，以及采用线粒体标志物的Western blotting检测。研究显示，高脂饮食联合果糖暴露可有效模拟肥胖及MASLD的主要特征。干预后，在不损害肌肉质量的前提下脂肪组织沉积减少，线粒体完整性得以维持，线粒体生物能量学得到改善，脂肪变性及肝细胞应激减轻。这些结果提示其与NT-PGC-1α（N端截短型PGC-1α）–NRF1（核呼吸因子1）轴相关；本研究提出该轴可能作为一种代偿机制发挥作用。上述发现支持进一步评估达格列净作为MASLD潜在治疗策略的价值。

该文发表于《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》，聚焦钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂达格列净在代谢相关脂肪性肝病中的肝脏保护作用及其潜在线粒体机制。研究背景在于，肥胖与2型糖尿病的流行与西方型高脂、高果糖膳食密切相关，持续的脂毒性与糖毒性可造成肝细胞内脂滴蓄积、胰岛素抵抗、氧化应激以及肝实质结构损伤。在线粒体层面，肝脏能量稳态依赖AMP活化蛋白激酶（AMPK，细胞能量感受器）、沉默信息调节因子1（SIRT1，NAD⁺依赖性去乙酰化酶）及其下游过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1α（PGC-1α，线粒体生物发生关键转录辅激活因子）等通路协同维持；然而在肥胖和肝脂肪变性条件下，这一经典生物能学调控轴常受到抑制，进而加剧脂质新生和脂肪酸β-氧化障碍，形成恶性循环。基于此，研究人员拟考察达格列净是否可通过诱导一种间接性的全身“模拟禁食”状态，继而改善肝线粒体重塑，并特别关注NT-PGC-1α（N端截短型PGC-1α）/NRF1替代通路是否在慢性脂毒性和糖毒性背景下充当代偿机制。

本研究采用3月龄雄性C57BL/6小鼠，随机分为对照饮食组（CTR）、对照饮食+达格列净组（CTR+D10）、高脂高果糖组（HFF）和高脂高果糖+达格列净组（HFF+D10），每组8只。HFF模型由高脂饲料联合15%果糖饮水构建，自第10周至第16周每日灌胃给予10 mg/kg达格列净或载体。研究人员监测饮水、摄食和总能量摄入，采用磁共振评估体脂和瘦体重，实施口服葡萄糖耐量试验（OGTT），检测血糖、胰岛素、总胆固醇（TC）、高密度脂蛋白（HDL）和低密度脂蛋白（LDL），并计算HOMA-IR与HOMA-Beta。肝脏层面通过苏木精-伊红（H&E）染色、油红O（ORO）染色、体视学定量、超声成像、透射电子显微镜（TEM）和Western blotting分析组织学损伤、超微结构及线粒体生物发生相关蛋白表达。统计上进一步结合主成分分析（PCA）、PERMANOVA和Spearman相关分析评估代谢与分子特征重塑。样本来源仅为实验动物队列，未涉及临床人群样本。

就主要技术方法而言，研究人员构建了高脂饲料联合15%果糖饮水的C57BL/6小鼠MASLD模型，并以达格列净进行6周干预；随后综合采用磁共振体成分分析、OGTT及血清生化检测评估全身代谢状态，利用肝脏组织学染色、体视学定量与超声评价脂肪变性程度，并结合透射电子显微镜观察线粒体超微结构，再通过Western blotting检测AMPK、SIRT1、PGC-1α、NT-PGC-1α和NRF1等关键蛋白，最后以PCA、PERMANOVA和相关矩阵进行多变量整合分析。

在研究结果方面，首先，“Dietary intake and body composition”部分显示，达格列净处理增加了饮水和摄食，在HFF+D10组还提高了果糖水摄入，从而使总能量摄入高于HFF组，但这并未转化为体重增加。HFF组终末体重显著高于CTR组，证实模型具有致肥胖效应；达格列净则显著降低HFF背景下的体重。进一步分析表明，这种变化主要由脂肪量改变驱动：HFF显著增加脂肪量，而达格列净在CTR和HFF背景下均降低脂肪沉积。值得注意的是，HFF+D10组瘦体重未见丢失，提示在肥胖环境中达格列净具有蛋白质保留效应。

其次，“Serum biochemistry profile: metabolic and lipid markers”部分表明，HFF在治疗前已诱导明显糖耐量受损。治疗后，HFF组持续存在严重葡萄糖耐量异常，而HFF+D10组OGTT曲线下面积下降，提示全身葡萄糖处理能力改善。HFF诱导的空腹高血糖、高胰岛素血症及HOMA-IR、HOMA-Beta升高，均在达格列净干预后得到缓解。同时，HFF显著升高TC、HDL和LDL，达格列净则使这些血脂参数向对照水平回归，提示其对异常脂质谱具有校正作用。

第三，“Hepatic histomorphometry, stereological quantification, and ultrasound”部分显示，ORO与H&E染色证实对照组几乎无脂质沉积，而HFF组出现明显肝脂肪变性和空泡化。体视学定量进一步证实HFF组脂肪变性体积分数增加，达格列净使其下降43.7%，并改善肝细胞结构。与此同时，HFF组肝细胞双核化率升高，HFF+D10组则显著下降，提示细胞应激和遗传损伤相关改变减轻。超声结果与组织学观察一致：HFF组肝脏回声增强，而达格列净处理后肝脏回声特征更接近对照组。

第四，“Ultrastructural analysis”部分从超微结构层面揭示了更直接的线粒体保护效应。CTR组肝细胞具有典型常染色质细胞核、丰富粗面内质网（RER）和结构完整的球形线粒体；CTR+D10组则出现细胞器密度下降及电子致密性较高的线粒体。HFF组表现为显著的囊泡样胞质、微泡性脂肪变、RER紊乱扩张以及糖原减少，尤其线粒体出现形态异常、膜破裂、嵴结构不清和无定形嗜锇沉积，提示严重线粒体损伤。HFF+D10组可见这些改变明显改善，细胞器密度恢复，线粒体呈圆形、膜结构保存、嵴延长且无无定形沉积，表明达格列净促进了线粒体超微结构重塑。

第五，“Expression profile of mitochondrial biogenesis markers”部分聚焦线粒体生物发生相关蛋白。结果显示，AMPK总蛋白无显著差异。CTR+D10组SIRT1与全长PGC-1α表达升高，而在肥胖背景下，HFF抑制经典PGC-1α蛋白。更关键的是，NT-PGC-1α在CTR+D10和HFF+D10组均较HFF组升高，NRF1也在处理组呈上升趋势。该结果提示，达格列净在正常代谢背景下更倾向激活经典SIRT1/PGC-1α轴，而在HFF背景下则可能更多关联NT-PGC-1α介导的替代调节模式。

第六，“General correlation matrix…and multivariate analysis of metabolic and molecular profile”部分通过整合分析进一步支持上述结论。全局相关分析显示，体重、脂肪量和空腹血糖之间呈正相关，而PGC-1α和SIRT1与脂肪沉积及空腹血糖呈负相关，说明代谢负荷与分子适应能力相互对立。尤其值得注意的是，NT-PGC-1α与NRF1之间存在较强正相关。分组相关矩阵显示，在HFF组中，脂肪沉积与糖耐量恶化密切相关，并伴随PGC-1α抑制；在HFF+D10组中，脂肪沉积与糖耐量之间的耦联被打破，SIRT1与空腹血糖呈负相关，NRF1与体重呈负相关。PCA显示HFF组因脂肪性和糖代谢异常而与对照组明显分离，而HFF+D10组则向NT-PGC-1α和NRF1方向偏移；PERMANOVA证实各组具有不同代谢签名，且达格列净显著重塑了HFF小鼠的整体代谢-分子谱。

讨论部分指出，该研究所建立的HFF模型稳定再现了肥胖、糖耐量异常、血脂紊乱、肝脂肪变性和线粒体损伤等MASLD关键表型。达格列净虽增加摄食和饮水，但由于肾性糖尿导致的能量流失，仍能在肥胖背景下实现减重和去脂，并保留瘦体重。研究人员据此认为，达格列净产生的效应并非局限于降糖，而是通过间接性全身模拟禁食状态，打破脂毒性—糖毒性循环，改善肝脏代谢环境。组织学和超微结构结果与分子结果一致，提示其可缓解脂肪变性、细胞应激及线粒体破坏。尤其在HFF背景下，全长PGC-1α受抑，而NT-PGC-1α选择性升高并与NRF1紧密相关，构成本文最核心的机制性发现。研究人员据此提出，NT-PGC-1α–NRF1轴可能在慢性脂毒性条件下作为代偿性救援通路，帮助恢复肝细胞生物能量学并使脂肪沉积与肝功能障碍发生部分解耦。不过，作者也明确指出，本研究仅检测AMPK总蛋白而未评估Thr¹⁷²磷酸化，且未纳入MFN2、DRP1、NRF-2、TFAM及甘油三酯等指标，因此相关机制仍需进一步功能性研究证实。

结论部分可概括为：高脂高果糖饮食成功诱导了MASLD及线粒体抑制状态。达格列净能够促进全身与肝脏代谢重塑，降低脂肪沉积和肝脂肪变性，同时保留瘦体重并维持线粒体完整性。更重要的是，该治疗使脂肪堆积与肝脏功能障碍发生解耦，并提示可能招募NT-PGC-1α–NRF1轴这一替代性的模拟禁食救援通路。该同工型转换被认为可能有助于恢复生物能量学，从而凸显达格列净作为一种超越单纯血糖控制的MASLD潜在治疗策略。