《Journal of Agriculture and Food Research》:Protective effects of
Hoveniae Semen Seu Fructus extract on acute alcoholic liver injury and the development of hangover beverages
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该研究考察了枳椇子(Hoveniae Semen Seu Fructus,HSF)提取物对急性酒精性肝损伤(acute alcoholic liver injury,AALI)的保护作用,并评估其用于开发解酒饮料的潜力。网络药理学优先筛选出包括AKT1与SRC
该研究考察了枳椇子(Hoveniae Semen Seu Fructus,HSF)提取物对急性酒精性肝损伤(acute alcoholic liver injury,AALI)的保护作用,并评估其用于开发解酒饮料的潜力。网络药理学优先筛选出包括AKT1与SRC在内的候选枢纽靶点;分子对接提示槲皮素(quercetin)、柚皮素(naringenin)、豆甾醇(stigmasterol)等HSF代表性成分与所选枢纽蛋白及酒精代谢酶乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)、乙醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase,ALDH)、细胞色素P450 2E1(cytochrome P450 2E1,CYP2E1)存在潜在相互作用。体内实验中,HSF减轻肝脏与脾脏肿大,降低血清丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)与天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)活性,增强ADH与ALDH活性,并降低CYP2E1水平。HSF还降低血清肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor alpha,TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)与IL-1β水平,并通过提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)与过氧化氢酶(catalase,CAT)活性、降低丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平改善肝脏抗氧化能力。蜂蜜-柠檬-HSF饮料表现出相近的保肝与促进酒精代谢作用。综上,HSF可缓解酒精诱导的肝损伤并促进乙醇代谢,可能通过协调调控氧化应激、炎症与酒精代谢实现。上述结果支持HSF在酒精相关肝保护功能饮料中的应用潜力。
研究背景方面,急性酒精性肝损伤(AALI)由短期内大量饮酒诱发,可导致肝损伤、恶心、呕吐、腹痛、肝肿大与黄疸,严重时可进展为肝衰竭。酒精在肝脏经乙醇脱氢酶(ADH)转化为乙醛,并激活细胞色素P450 2E1(CYP2E1)产生活性氧(reactive oxygen species,ROS),引起氧化应激、脂质过氧化与丙二醛(MDA)积累,并通过NF-κB信号通路上调肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、IL-1β等促炎细胞因子。目前AALI处理以支持治疗与戒酒为主,糖皮质激素与肝保护剂疗效和安全性仍存在争议。枳椇子(Hoveniae Semen Seu Fructus,HSF)为鼠李科枳椇属植物Hovenia dulcis Thunb的果实与种子,含二氢杨梅素、槲皮素、β-谷甾醇等成分,具有抗氧化、抗炎与解酒潜力。研究人员因此开展网络药理学、分子对接与小鼠体内实验,并开发蜂蜜-柠檬-HSF饮料,以明确HSF对AALI的保护机制与产品化价值。该论文发表在《Journal of Agriculture and Food Research》。
主要关键技术方法方面,研究人员使用TCMSP数据库筛选HSF活性成分,以口服生物利用度大于30%为阈值获得13个关键成分;通过SwissTargetPrediction预测成分靶点,从GeneCards与DisGeNET获取AALI相关疾病靶点并取交集;利用DAVID进行GO与KEGG富集分析,STRING构建蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,Cytoscape的CytoHubba筛选枢纽基因;采用AutoDock Vina对HSF成分与AKT1、SRC、PPARG、CASP3、MAPK3、PTGS2、ICAM1及ADH、ALDH、CYP2E1进行分子对接;动物实验样本为32只健康雄性昆明小鼠,随机分为空白对照、模型、HSF与蜂蜜-柠檬-HSF四组,以56% vol红星二锅头灌胃建立AALI模型,并进行组织学、肝功能、酒精代谢酶、炎症因子与氧化应激指标检测。
3.1. Component-Target intersection and core target selection
研究人员从TCMSP获得HSF的39个化合物,按口服生物利用度大于30%选出13个;SwissTargetPrediction得到498个成分靶点,疾病库交集后获得275个AALI治疗靶点,再与HSF靶点相交得到55个核心靶点,并构建PPI网络。
3.2. GO and KEGG pathway enrichment analysis
将55个核心靶点导入DAVID后,生物过程主要富集于细胞外基质重塑与免疫应答,细胞组分集中于细胞外区域与细胞外基质,分子功能涉及氧化还原与离子通道;KEGG显著富集AGE-RAGE信号、流体剪切应力与动脉粥样硬化、TNF信号等,提示HSF可能通过炎症、氧化应激与免疫调节干预AALI。
3.3. PPI Network analysis and core gene selection
利用CytoHubba五种算法交叉得到9个枢纽基因,包括AKT1、ALB、PPARG、CASP3、SRC、MAPK3、PTGS2、ICAM1与TNF;其中ALB与TNF为网络中心节点但未被纳入对接,AKT1与SRC与酒精性肝损伤信号和细胞存活密切相关。
3.4. Molecular docking binding energy heatmap reveals the multi-target potential of HSF
对接热图显示,豆甾醇与β-谷甾醇对SRC、AKT1结合能低至约-10.8至-11.0 kcal/mol;槲皮素、柚皮素对ADH、ALDH、CYP2E1也有较强结合,说明HSF成分具有多靶点调节酒精代谢与炎症信号的潜力。
3.5. Molecular docking visualization results analysis
可视化显示β-谷甾醇与SRC无氢键但以非极性作用稳定结合,豆甾醇与SRC形成Gln251、Gln324、His319氢键;AKT1中Thr211为共同作用位点;柚皮素、槲皮素、山奈酚与ADH的Val292、Arg369、Gly202及ALDH的Gln196存在氢键接触,提示这些成分可能影响酒精代谢酶活性。
3.6. HSF alleviates alcohol-induced liver injury
模型组肝脏与脾脏肿大、肝细胞肿胀与空泡变性明显,血清ALT、AST升高;HSF组与蜂蜜-柠檬-HSF组肝脏指数、脾指数下降,组织病理改善,ALT、AST降低,说明HSF可减轻酒精诱导肝损伤。
3.7. HSF enhances alcohol metabolism in mice
模型组血清与肝脏乙醇积累升高,CYP2E1上调;HSF组与蜂蜜-柠檬-HSF组血清与肝乙醇含量下降,ADH、ALDH活性增强,CYP2E1水平降低,表明HSF促进乙醇清除并削弱CYP2E1相关氧化损伤。
3.8. HSF alleviates the levels of inflammation and oxidative stress in mice
酒精处理升高TNF-α、IL-6、IL-1β与MDA,降低CAT、SOD;HSF干预后炎症因子下降,CAT、SOD回升,MDA降低,证实HSF通过抗炎与抗氧化双途径保护肝脏。
讨论部分指出,该研究以网络药理学、分子对接与动物实验系统说明HSF可能经AKT1、SRC等靶点及ADH、ALDH、CYP2E1调节,缓解AALI;但枢纽基因高连接性可能反映网络中心性而非疾病特异性,分子对接仅提示潜在相互作用,不能直接判定激活或抑制。已有文献支持HSF通过肠-肝轴、TLR4通路与肠道菌群改善酒精性损伤。动物实验进一步验证HSF改善体重下降、肝脾肿大、ALT/AST、病理结构、酒精代谢、炎症与氧化应激。蜂蜜-柠檬-HSF饮料具应用潜力但部分效应弱于纯HSF。研究局限包括动物样本量小、缺乏阳性对照、成分药代与协同机制未明。
结论部分翻译如下:该研究揭示了HSF在AALI防治中的潜在作用。HSF关键成分协同调控炎症、氧化应激与代谢相关通路,改善酒精所致肝损伤与功能障碍。动物实验进一步证实HSF在促进酒精代谢、抑制炎症与增强抗氧化能力方面的显著作用。此外,所开发的蜂蜜-柠檬-HSF饮料在实际应用中表现出良好保护作用,为中药现代化与新型功能解酒饮料开发提供实验依据与理论支撑。但本研究仍存在一定局限,如动物实验规模较小,临床转化可行性需进一步验证;同时缺少阳性对照组,未来研究应补充以更严谨评价HSF保肝作用。研究人员计划进一步量化HSF活性成分、确定所需剂量,并探索其药代动力学、代谢与生物利用度,以验证其真实治疗效果。