甘草素通过PLIN2-ATGL调控促进脂滴分解代谢改善高脂饮食诱导的肝脂肪变性

《Phytotherapy Research》:Liquiritigenin Ameliorates High-Fat Diet-Induced Hepatic Steatosis by Promoting Lipid Droplet Catabolism via PLIN2-ATGL Regulation

【字体: 时间:2026年09月02日 来源:Phytotherapy Research 8.1

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  代谢相关脂肪性肝病(MAFLD),以前称为非酒精性脂肪性肝病(NAFLD),已造成重大的健康负担。甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)是一种传统中药草本植物,用于预防和治疗多种疾病。甘草素(LQ)是从甘草中分离出的一种黄酮类化合物,

  
代谢相关脂肪性肝病(MAFLD),以前称为非酒精性脂肪性肝病(NAFLD),已造成重大的健康负担。甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)是一种传统中药草本植物,用于预防和治疗多种疾病。甘草素(LQ)是从甘草中分离出的一种黄酮类化合物,已被证明在调节脂质代谢方面具有潜在益处。本研究旨在分析LQ是否参与改善肝脂肪变性并阐明其具体分子机制。研究人员建立了雄性C57BL/6J小鼠的高脂饮食(HFD)模型,以评估LQ调节肝脂肪变性的作用。研究人员使用棕榈酸(PA)和/或LQ处理的HepG2细胞,在体外评估了LQ促进脂滴分解代谢的潜在分子机制。研究人员通过用NG-497(一种ATGL抑制剂)处理HepG2细胞,并构建Plin2过表达的HepG2细胞系,阐明了PLIN2-ATGL信号在脂滴分解代谢中的作用。体内和体外实验均表明,LQ可减轻过度的脂质积累,增强脂肪分解和脂噬,下调PLIN2表达并上调CGI-58表达。此外,用ATGL抑制剂NG-497抑制脂肪分解,减弱了LQ增加HSL磷酸化和促进脂噬的作用。结果还表明,用Plin2过表达载体转染HepG2细胞,降低了LQ上调CGI-58以及与脂肪分解和脂噬相关蛋白表达的作用。LQ通过调节PLIN2-ATGL信号,激活脂肪分解和脂噬,从而促进脂滴分解代谢,这为开发LQ作为改善肝脂肪变性的食品功能化合物提供了证据。
代谢相关脂肪性肝病(metabolic-associated fatty liver disease, MAFLD)是全球重要的慢性肝病病因,既往称为非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD),目前全球患病率约25%且持续上升,但发病机制尚未完全阐明,缺乏获批治疗药物。肝脂肪变性以脂滴过度积累为核心特征,是MAFLD病理进展的关键环节。脂滴由中性脂质核心和磷脂单层构成,其生成增加与分解代谢减少导致甘油三酯(triglyceride, TG)过量储存。增强脂滴分解代谢,包括经典途径脂肪分解和自噬介导的脂噬(lipophagy),被认为是潜在治疗策略。脂肪甘油三酯脂酶(adipose triglyceride lipase, ATGL)是脂肪分解的限速酶,Perilipin-2(PLIN2)是肝脂滴表面高表达的关键蛋白,可稳定脂滴并保护TG免受脂酶水解;CGI-58作为ATGL共激活因子可增强其活性。甘草素(Liquiritigenin, LQ)是从传统中药甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)中提取的天然黄酮类化合物,既往研究提示其具有保肝和调节脂质代谢的潜力,但LQ对MAFLD的作用及机制尚不明确。因此,研究人员开展本研究,旨在探讨LQ是否通过下调PLIN2表达、促进脂肪分解和脂噬来改善肝脂肪变性,并阐明其分子机制。该研究发表在《Phytotherapy Research》。

研究人员建立了雄性C57BL/6J小鼠高脂饮食(high-fat diet, HFD)诱导的MAFLD模型,并采用HepG2细胞经棕榈酸(palmitic acid, PA)处理建立体外高脂环境模型。研究中将30只小鼠随机分为正常饮食组、HFD组和HFD+LQ组(每组10只),LQ以50 mg/kg/day灌胃给药6周。体外实验中,使用不同浓度LQ处理PA诱导的HepG2细胞;采用ATGL特异性抑制剂NG-497阻断脂肪分解;构建Plin2过表达稳转HepG2细胞系。主要技术方法包括:生化指标检测(血清及肝组织TG、总胆固醇(TC)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST))、组织学染色(H&E、油红O)、NAFLD活动度评分(NAS)、MTT细胞毒性实验、BODIPY 493/503脂滴染色、免疫荧光共定位分析、qRT-PCR、Western blot、蛋白质分子对接及免疫共沉淀(Co-IP)。通过上述方法系统评价LQ对脂滴分解代谢的调控作用及PLIN2-ATGL信号通路的参与。

### 3.1 甘草素减轻高脂饮食诱导的小鼠体重增加和肝脂肪变性
动物实验结果显示,HFD喂养12周显著增加小鼠体重,LQ干预6周后体重增长得到抑制。LQ显著降低HFD小鼠血清TG、TC及肝组织TG含量,油红O和H&E染色显示肝脂滴积累减少,血清AST、ALT水平及NAS评分亦明显下降,表明LQ可减轻HFD诱导的肝脂肪变性和肝损伤。

### 3.2 甘草素增强高脂饮食小鼠肝脏脂肪分解
Western blot和qRT-PCR结果显示,HFD显著下调肝脏ATGL的蛋白和mRNA表达,降低HSL在Ser660位点的磷酸化水平;LQ干预后ATGL表达恢复,p-HSL/HSL比值升高。同时,HFD上调PLIN2表达并下调CGI-58表达,而LQ可逆转上述变化,表明LQ促进肝脏脂肪分解。

### 3.3 甘草素促进高脂饮食小鼠肝脏自噬
蛋白检测显示,HFD显著降低自噬相关蛋白ATG7、ATG5和LC3-II的表达,并增加自噬底物p62的水平;LQ处理后ATG7、ATG5、LC3-II水平回升,p62水平下降,提示LQ恢复了HFD损伤的自噬流。

### 3.4 甘草素改善HepG2细胞脂质积累
MTT实验确定PA浓度≤0.25 mM、LQ浓度≤50 μM时无显著细胞毒性。油红O和BODIPY 493/503染色显示,LQ剂量依赖性地减轻PA诱导的脂滴积累,尤其50 μM LQ作用最显著;同时LQ显著降低HepG2细胞内TG含量。

### 3.5 甘草素降低HepG2细胞PLIN2表达并促进脂肪分解
qRT-PCR和Western blot结果显示,PA处理上调PLIN2表达、下调CGI-58表达,并抑制ATGL及p-HSL水平;LQ干预后PLIN2表达下降,CGI-58、ATGL和p-HSL表达呈剂量依赖性恢复,与体内实验结果一致。

### 3.6 甘草素促进HepG2细胞脂噬
Western blot显示50 μM LQ显著上调PA处理的HepG2细胞中ATG7、ATG5、LC3-II蛋白水平并降低p62水平。免疫荧光实验进一步显示,LQ处理后LC3与脂滴的共定位增加,表明LQ促进了HepG2细胞中的脂噬。

### 3.7 甘草素对脂噬的调节作用由ATGL介导的脂肪分解介导
使用ATGL抑制剂NG-497阻断脂肪分解后,LQ降低TG含量、升高p-HSL/HSL比值及促进自噬相关蛋白表达的作用均被削弱,提示LQ促进脂噬依赖于ATGL介导的脂肪分解。此外,分子对接结果显示PLIN2与CGI-58存在强相互作用(docking score为-299.16),Co-IP实验证实两者在HepG2细胞中可结合,提示PLIN2可能通过隔离CGI-58影响ATGL活性。

### 3.8 甘草素通过下调PLIN2表达促进脂肪分解和脂噬
在Plin2过表达的HepG2细胞中,LQ上调CGI-58、ATGL、p-HSL以及ATG7、LC3-II的作用显著减弱,p62的降低也被抑制,表明LQ通过下调PLIN2表达来增强脂肪分解和脂噬,从而促进脂滴分解代谢。

在讨论部分,研究人员指出,LQ通过下调脂滴表面PLIN2的表达,释放CGI-58,进而激活ATGL介导的脂肪分解。脂肪分解优先作用于大尺寸脂滴,产生的小脂滴更易被脂噬清除,两种过程协同促进脂滴分解代谢。研究还发现,LQ恢复HFD抑制的自噬流可能是通过促进自噬体形成而非加速自噬体降解实现的。此外,PLIN2与CGI-58的直接相互作用为LQ调节ATGL活性提供了分子基础。研究结论为:LQ可有效改善肝脂肪变性并减轻肝损伤。机制上,LQ降低脂滴表面PLIN2表达,从而通过脂肪分解和脂噬促进脂滴分解;同时,LQ通过下调PLIN2增强CGI-58表达,随后激活ATGL并增强脂肪分解,最终促进脂滴分解代谢。PLIN2可能成为通过调控脂滴分解代谢预防和治疗MAFLD的有前景的分子靶点,LQ具有调节PLIN2的生物学活性,可诱导脂肪分解和脂噬,为将LQ开发为治疗肝脂肪变性及MAFLD早期阶段的功能性食品成分或膳食补充剂提供了实验依据。
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