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客户案例 | 非酒精性脂肪肝“代谢困局”:金丝桃苷改写胆汁酸、脂肪酸代谢“生存法则”

作者:麦特绘谱生物科技(上海)有限公司 暂无发布时间 (访问量:901)

非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是一种全球流行的慢性肝病,其特征是肝细胞内脂质积累超过5%,疾病谱涵盖从单纯性脂肪变性到非酒精性脂肪性肝炎(NASH)和肝纤维化等多个阶段。NAFLD的发病机制复杂,涉及脂质代谢紊乱、炎症反应和肠道菌群失调等多重因素。目前,仅有一种药物获FDA批准用于治疗NAFLD,因此迫切需要开发多靶点治疗药物。金丝桃苷(Hyperoside)是一种天然黄酮苷,已被证实具有抗炎、抗氧化和肝保护作用,但其改善NAFLD的具体作用和机制尚不明确。

2025年5月,山东第一医科大学研究团队Journal of Advanced Research上在线发表了题为“Hyperoside modulates bile acid and fatty acid metabolism, presenting a potentially promising treatment for non-alcoholic fatty liver disease”的研究文章,该研究通过高脂饮食(HFD)诱导大鼠NAFLD模型,采用多组学技术(胆汁酸靶向代谢组学、脂质组学、蛋白质组学、16S),揭示了金丝桃苷通过“FXR-ACLY-肠道菌群”网络协同调节胆汁酸和脂肪酸代谢,为NAFLD治疗提供了新的策略。(麦特绘谱提供胆汁酸谱定量+16S检测服务)

研究设计

动物模型:高脂饮食(HFD)诱导的NAFLD大鼠模型

多组学分析:蛋白质组学、代谢组学、16S、分子对接等

研究思路

图1. 研究思路图

研究结果

1.金丝桃苷改善NAFLD大鼠的脂质代谢

H&E染色和油红O染色结果显示,金丝桃苷处理显著改善了高脂饮食诱导的肝脏脂肪变性和细胞肿胀,减少了肝脏脂滴数量,减少肝脏TG、总胆固醇(TC)和极低密度脂蛋白(VLDL)沉积,恢复载脂蛋白A(Apo A)水平。血清的脂质谱分析表明,金丝桃苷显著降低43种脂质,上调11种脂质。

图2. 金丝桃苷的降脂作用

2. 金丝桃苷激活FXR,促进BA从肝脏分泌到肠道

与高脂饮食(HFD)组相比,金丝桃苷处理组表现出显著的蛋白质表达变化,其中18种蛋白上调,54种蛋白下调。KEGG分析显示,上调蛋白主要富集于初级胆汁酸生物合成、牛磺酸代谢及PPAR信号通路,而下调蛋白则与mTOR信号通路、脂肪酸代谢和不饱和脂肪酸合成等途径相关。金丝桃苷显著提高了甾醇12α-羟化酶(CYP8B1,胆汁酸合成途径中的关键酶)的表达,同时降低了ATP柠檬酸裂解酶(ACLY)的水平。由于CYP8B1受法尼醇X受体(FXR)调控,进一步研究发现金丝桃苷能够直接结合并激活FXR,分子对接显示金丝桃苷与FXR的特定氨基酸残基形成稳定氢键。FXR的激活能抑制CYP7A1减少胆汁酸合成,同时上调胆汁酸分泌泵(BSEP)和多药耐药相关蛋白(如MRP4、MDR3)促进胆汁酸从肝脏排出。

代谢组学(胆汁酸谱定量检测)分析表明,金丝桃苷显著降低了血清中总胆汁酸及未结合胆汁酸的水平,同时粪便检测显示肠道内结合型胆汁酸(如TCA、GCA、GCDCA等)含量显著增加。Western blot进一步验证了BSEP蛋白表达的提升。这些结果共同表明,金丝桃苷通过激活FXR通路,协同调控胆汁酸代谢和转运,促进胆汁酸从肝脏分泌到肠道。

图3. 金丝桃苷激活FXR调节BAs代谢

3.金丝桃苷逆转肠道菌群紊乱

通过16S rRNA测序分析显示金丝桃苷干预显著改变了肠道菌群结构,其中,金丝桃苷显著减少了产胆汁盐水解酶(BSH)的菌属(肠球菌属、拟杆菌属、芽孢杆菌属、乳杆菌属、乳球菌属、链球菌属、双歧杆菌属和梭菌属等)。血清BSH活性检测进一步证实,金丝桃苷降低了NAFLD模型大鼠肠道菌的BSH活性。这些结果表明,金丝桃苷通过抑制BSH阳性菌的生长及其酶活性,减少结合型BAs的解离,从而增加其在体内的水平。

图4. 金丝桃苷重塑NAFLD大鼠的肠道微生物群

4.金丝桃苷激活FXR促进脂肪酸氧化

通过蛋白质组学分析了金丝桃苷对脂质代谢关键蛋白的影响,发现金丝桃苷在激活FXR后,显著抑制了脂肪酸合成相关蛋白(包括SREBP1通路蛋白)和AMPK靶蛋白的表达,同时促进了脂肪酸分解和氧化相关蛋白的表达。Western blot验证发现,金丝桃苷显著下调了硬脂酰辅酶A去饱和酶1(SCD1)和脂素1(LIPIN1)的表达,同时上调了肉碱棕榈酰转移酶1/2(CPT1/2)的水平,表明其通过FXR激活抑制脂肪生成并促进脂肪酸β-氧化。

脂质组学分析表明,金丝桃苷处理显著降低了NAFLD大鼠血清中18种甘油三酯(TG)的水平,与LIPIN1表达抑制导致的TG合成减少一致。上述结果表明金丝桃苷通过FXR依赖的机制协同抑制SCD1和LIPIN1,减少肝脏脂肪生成,同时通过上调CPT1/2增强脂肪酸氧化。

图5. 金丝桃苷激活FXR,抑制脂肪酸和甘油三酯的合成,促进脂肪酸氧化

5.金丝桃苷抑制ACLY独立FXR,从而抑制脂肪酸合成

蛋白质组学结果中显示金丝桃苷显著下调ACLY(连接糖代谢与脂质代谢的关键分子,负责将柠檬酸转化为乙酰辅酶A以促进脂肪酸和胆固醇合成)表达。通过分子对接证实金丝桃苷可以直接结合ACLY,降低其酶活性,减少乙酰辅酶A生成,从而抑制脂肪酸和胆固醇合成。Western blot验证金丝桃苷可逆转棕榈酸诱导的AML12细胞ACLY表达升高,且该作用不依赖FXR通路(FXR激动剂GW4064不影响ACLY表达)。上述结果表明ACLY可以协同FXR双途径阻断脂肪酸合成,减轻肝脏脂质蓄积。

图6. 金丝桃苷通过抑制ACLY抑制脂肪酸合成

研究结论

金丝桃苷通过激活FXR、抑制ACLY和调节肠道菌群,多维度改善NAFLD的脂质代谢和胆汁酸毒性,展现出作为新型多靶点治疗药物的潜力。未来研究可聚焦其在人类中的代谢机制、长期疗效及与其他药物的联合应用,推动临床转化。

参考文献

Hyperoside modulates bile acid and fatty acid metabolism, presenting a potentially promising treatment for non-alcoholic fatty liver disease. Journal of Advanced Research. 2025

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该研究通过麦特绘谱提供的整合胆汁酸定量检测和肠道菌群16S分析,发现金丝桃苷能显著改变肠道菌群结构,特异性降低产胆汁盐水解酶的菌群丰度,减少结合型胆汁酸的解离,且干预后的肠道中结合型胆汁酸水平升高,与激活FXR促进胆汁酸分泌、抑制胆汁酸合成的效应协同作用,共同减轻了胆汁酸蓄积引发的肝毒性。

麦特绘谱开创性地搭建了医学领域高端代谢组学技术平台,覆盖了非靶向-全定量-代谢流等全方位的高端医学代谢组解决方案,同时全面布局微生物组学、转录组学和蛋白质组学等多组学技术服务,已成为全球多组学研究者的优选合作伙伴。麦特绘谱已为数百家三甲医院、科研院所和企业提供多组学一站式整体解决方案,协助客户与合作伙伴发表SCI文章600+篇,累计影响因子6000+,平均IF>10,涵盖Cell, Science, Nature, Cancer Cell, Signal Trans-duction and Targeted Therapy, Nature Biotechnology, Cell Metabolism等顶级期刊。

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