非酒精性脂肪肝炎（nonalcoholic steatohepatitis, NASH）是由營養(yǎng)過剩引起的肝脂肪變性和慢性炎癥導致的肝臟代謝性疾病，會逐步發(fā)展為肝纖維化、肝硬化甚至肝細胞癌，目前尚未有批準用于NASH治療的藥物。近來，有研究發(fā)現(xiàn)，通過激活AMPK通路，蟲草素能抑制肝臟脂肪堆積，防止肝臟炎癥損傷和纖維化的發(fā)生。該研究成果于2021年2月發(fā)表在Hepatology (IF=14.679，Q1) 雜志上。

蟲草素（Cordycepin）是蟲草的主要活性成分，具有廣泛的生物活性，包括抗炎、抗氧化、抗纖維化、抗脂肪生成和抗腫瘤等。然而，蟲草素對NASH進展的作用以及其中的潛在機制還不明確。因此，研究團隊通過高脂飲食（HFD）和高脂高膽固醇飲食（HFHC）喂養(yǎng)建立NASH小鼠模型（這兩種模型涵蓋了人類NASH的代謝特征），探究蟲草素對NASH發(fā)生發(fā)展的影響。

蟲草素可減輕棕櫚酸誘導肝細胞的脂質(zhì)蓄積、炎癥和脂毒性

為研究蟲草素對代謝應激下肝細胞脂質(zhì)堆積和炎癥的影響，通過混合脂肪酸PO（棕櫚酸，PA和油酸，OA）刺激LO2細胞。結(jié)果表明蟲草素有效降低了細胞內(nèi)的脂滴蓄積、甘油三酯（TG）和血清總膽固醇 （TC）含量、脂肪酸合成（FASN、SCD1、ACCα、PPARγ）和炎癥（IL-6、TNFα、CCL5、CXCL10）相關基因的表達。為系統(tǒng)地評價蟲草素對肝細胞的影響，進行了肝細胞RNA-Seq分析，結(jié)果表明組間的差異基因顯著富集于炎癥、脂代謝和凋亡相關通路，而且蟲草素能夠顯著下調(diào)富集在上述通路的差異基因的表達。

圖1. 蟲草素對肝細胞脂質(zhì)蓄積和炎癥的影響。

蟲草素可減輕高脂飲食引起的肝脂肪變性和炎癥

探究蟲草素能否減輕HFD引起的小鼠NASH疾�。ㄐ坌訡57BL/6J小鼠HFD喂養(yǎng)共24周）。實驗結(jié)果表明，蟲草素顯著降低了HFD引起的肝指數(shù)升高、肝臟脂質(zhì)（TG、TC）含量增加、肝臟病理損傷（脂質(zhì)蓄積、氣球樣變、炎性浸潤）、脂肪酸合成攝取和炎癥反應相關基因和蛋白的表達。

蟲草素可改善HFHC飲食引起的肝脂肪變性、炎癥和纖維化

為進一步研究蟲草素對NASH的體內(nèi)保護作用，建立高脂高膽固醇飲食誘導的小鼠NASH模型（雄性C57BL/6J小鼠HFHC喂養(yǎng)共16周），該模型比HFD誘導的模型表現(xiàn)出更嚴重的炎癥反應和纖維化特征。結(jié)果表明，蟲草素顯著降低了HFHC引起的肝指數(shù)升高，肝臟脂質(zhì)（TG、TC）含量增加，肝臟病理損傷（脂質(zhì)蓄積、氣球樣變、炎性浸潤和纖維化），脂代謝、炎癥反應和纖維化相關基因和蛋白的表達。

圖2. 蟲草素對HFHC誘導NASH小鼠的肝脂肪變性、炎癥和纖維化的影響。

代謝應激時，蟲草素能激活肝細胞和小鼠肝臟的AMPK信號

為進一步探究蟲草素對NASH的保護機制，對細胞和小鼠的RNA-Seq結(jié)果進行了通路富集，發(fā)現(xiàn)差異基因均主要集中在脂代謝、炎癥、纖維化和凋亡途徑，其中蟲草素對AMPK通路的影響優(yōu)于其他信號通路。通過多組學（轉(zhuǎn)錄組學、蛋白質(zhì)組學和磷酸化蛋白質(zhì)組學）分析表明，AMPK通路與脂代謝、炎癥、纖維化和凋亡靶點顯著相關，可能是蟲草素作用的關建通路。為確定蟲草素抗NASH是否通過AMPK途徑，研究者測定了細胞中、HFD和HFHC分別誘導的小鼠肝臟中AMPK通路中蛋白的表達，發(fā)現(xiàn)蟲草素顯著激活了AMPK及其下游ACC蛋白的磷酸化。

圖3. 轉(zhuǎn)錄組和磷酸化蛋白質(zhì)組學分析：AMPK途徑可能是蟲草素的靶標。

抑制AMPK磷酸化，能消除蟲草素介導脂毒性肝細胞和HFD誘導NASH小鼠的脂質(zhì)蓄積和炎癥抑制

為進一步研究AMPK在蟲草素抗NASH中的關鍵作用，研究人員構建了AMPK敲除的LO2細胞。結(jié)果表明，在AMPK-KO LO2細胞中，蟲草素對AMPK通路的激活和脂質(zhì)積累的抑制作用基本消失。同時，對LO2細胞和HFD喂食小鼠給予AMPK抑制劑Compound C，結(jié)果表明Compound C完全消除了蟲草素對細胞和小鼠的保護作用。總的來說，蟲草素主要通過激活AMPKα介導的降脂、抗炎和抗纖維化來發(fā)揮其抗NASH的作用。

圖4. LO2細胞敲除AMPK后，蟲草素對細胞脂代謝的影響。

圖5. 給予AMPK抑制劑后，蟲草素對細胞和小鼠脂肪變性和炎癥的影響。

綜上所述，本研究使用HFD和HFHC飲食分別誘導的NASH小鼠模型證明了蟲草素抗NASH的藥效作用，同時使用了AMPK基因敲除細胞和AMPK抑制劑處理的細胞和小鼠闡明了蟲草素抗NASH的作用機制。在這項研究中，研究者們發(fā)現(xiàn)蟲草素可能是一種AMPKα抑制劑，通過激活AMPK途徑，減輕肝臟脂肪變性、炎癥和纖維化，從而抑制非酒精性脂肪肝炎的發(fā)生。

非酒精性脂肪性肝�。∟AFLD）是一種無酒精濫用的肝病綜合征，包括單純性脂肪肝、脂肪性肝炎、脂肪性肝纖維化和肝硬變�？蓮膯渭冃灾�肪肝經(jīng)非酒精性脂肪性肝炎（NASH）發(fā)展為肝纖維化，甚至導致肝硬化、肝細胞癌（HCC）或肝功能衰竭等終末期肝病。動物模型在闡明非酒精性脂肪肝的病理生理機制以及新藥的開發(fā)中起著重要的作用。臨床前研究需要根據(jù)研究的特定NAFLD表型使用不同的動物模型。NAFLD和NASH的臨床前動物模型可分為四類：飲食誘導模型、化學物質(zhì)誘導模型、基因編輯模型、復合模型。

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