HSP72-自噬介导的苦参碱改善MAFLD的作用机理

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代谢相关脂肪肝病(MAFLD)已成为影响全球健康的疾病,预计患病人数到2035将增至5.92亿。MAFLD若不加以控制,可发展为非酒精性脂肪肝炎(NASH)等不可逆的肝脏疾病,危及生命。而对NASH的有效防控是在MAFLD的早期阶段。MAFLD的发病机制涉及到的通路众多,迄今揭示的靶点对许多人群未获得满意的治疗药物。本课题组前期发现,苦参碱对MAFLD具有防治作用,其机理与热休克蛋白72(HSP72)相关而有别于目前已探索的各类药物靶点;同时本组前期还发现mTOR-自噬-内质网应激-脂质代谢信号通路在高果糖饮食诱导的MAFLD发病机制中起着关键作用。因此,本课题首先对mTOR-自噬-内质网应激-脂质代谢信号通路在MAFLD发病机制中起的作用进行了广泛的文献调研,通过和深入分析综述得出如下推测:苦参碱能够通过调控HSP72-自噬-脂质代谢的信号通路,从而发挥改善MAFLD的作用。据此,本课题探索苦参碱是否通过此信号通路介导其对MAFLD的防治作用进行了一系列实验性研究。首先构建高果糖饮食诱导的MAFLD小鼠模型,在此早期发病阶段利用相关抑制剂干扰HSP72-自噬-内质网应激-脂质代谢信号通路,结合现代分子生物学技术,深入研究苦参碱抑制脂肪生成的新机制,进而改善高果糖诱导的肝脂肪变性及相关脂质代谢紊乱的作用。实验研究主要结果包括以下三个部分。实验研究首先以培养的肝细胞模型开始。在高果糖诱导的HepG2肝细胞中,细胞甘油三酯(TG)含量显著增加,脂肪生成酶ACC、FAS和SCD1的蛋白表达显著上调。苦参碱可以显著降低细胞TG含量,明显下调脂肪生成酶ACC、FAS和SCD1的蛋白表达水平,减少细胞内脂滴的生成。结果提示,苦参碱可抑制减轻高果糖诱导的脂质生成而降低肝细胞内脂肪蓄积,为进一步体内实验研究提供了依据。体内研究实验以慢性高果糖喂养模型展开。结果表明苦参碱可以显著降低高果糖饮食小鼠附睾脂肪和肝脏TG的含量,同时提高小鼠葡萄糖耐量,减轻小鼠体内脂质蓄积。在肝组织,苦参碱显著性降低小鼠肝脏中脂肪生成酶SCD1的蛋白表达水平和脂肪生成因子SREBP1的m RNA表达水平。慢性动物实验结果提示,苦参碱能够有效抑制肝脏内脂肪生成,减轻高果糖诱导的脂质代谢紊乱,这与上述细胞实验结果一致。为避免代谢对各种干预方法及药物的干扰,因此在急性高果糖喂养模型上进行研究,进一步探索苦参碱抑制肝脏内脂肪生成的机理。在急性高果糖喂养模型试验中,苦参碱显著抑制SCD1和SREBP1的蛋白表达,上调肝脏自噬通路的关键蛋白ATG5和ATG7,以及HSP72的蛋白表达水平,证实苦参碱可抑制减轻高果糖诱导的脂质生成而降低肝细胞内脂肪蓄积。进而利用HSP72抑制剂VER-15008抑制HSP72,苦参碱诱导的HSP72和ATG7的蛋白表达水平被抑制,苦参碱抑制的肝脏脂质合成通路的SCD1和SREBP1蛋白表达水平被上调。这些结果提示,苦参碱可以通过上调HSP72抑制脂肪酸的合成。最后,利用氯喹抑制自噬通路后,苦参碱诱导的肝脏ATG7表达水平被抑制,苦参碱抑制的肝脏脂质合成通路的SCD1蛋白表达水平被上调,同时未见HSP72蛋白的表达水平显著性改变。这些结果提示,苦参碱可以通过抑制自噬抑制脂肪酸的合成。综上所述,本课题研究表明,苦参碱能够通过调控HSP72-自噬-内质网应激-脂质代谢的信号通路,从而发挥改善MAFLD的作用。本研究不仅揭示了苦参碱有望成为新型抗MAFLD候选药物的潜在作用,而且为MAFLD的临床精准治疗提供了新的干预靶点和通路,为今后新药开发提供了新的探索途径。
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