《Food Science & Nutrition》:Hepatoprotective Effect of Morchella Mycelia Polysaccharides on Alcoholic Liver Injury and Its Mechanism Involving the Modulation of NOD-Like Receptor Signaling Pathway
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本文系统研究了羊肚菌菌丝体多糖(MP)对酒精性肝损伤(ALI)的保护作用及机制。研究发现,MP能显著降低血清ALT和AST水平,改善脂质代谢,减轻肝脏病理损伤。其作用机制涉及增强抗氧化酶(SOD、CAT、GSH)活性、抑制脂质过氧化(MDA),并通过下调NOD样受体信号通路中的关键分子(Ifi16、Pycard、Nlrp3),抑制NLRP3炎症小体活化及细胞焦亡,同时上调抗菌肽Camp表达,展现了其抗炎和屏障保护的双重功能。该研究为MP作为功能性食品或药物治疗ALI提供了重要理论依据。
1 引言
酒精性肝病(Alcoholic Liver Disease, ALD)是全球范围内可预防的肝相关发病和死亡的主要原因之一。酒精性肝损伤(Alcoholic Liver Injury, ALI)是ALD谱系中的重要环节。羊肚菌作为一种药食同源的真菌,其多糖成分具有多种生物活性。本研究旨在评估羊肚菌菌丝体多糖(Morchella Mycelia Polysaccharides, MP)对酒精诱导的肝损伤的保护作用并阐明其潜在机制。
2 材料与方法
从羊肚菌菌丝体中通过水提醇沉法提取MP,并对其结构进行表征。结果显示MP主要由葡萄糖(96.555%)构成,重均分子量为5.7 kDa,具有α-糖苷键构型。建立ALI小鼠模型,设空白对照组、模型组、阳性药(水飞蓟宾)组和MP干预组。通过检测血清生化指标(ALT、AST、TG、CHO)、肝脏氧化应激指标(MDA、SOD、CAT、GSH)和炎症因子(TNF-α、IL-1β、IL-18、IL-6),观察肝脏组织病理学变化,并利用转录组测序和加权基因共表达网络分析(WGCNA)探讨其作用机制。
3 结果
3.1 MP的结构特征
MP的单糖组成分析表明其葡萄糖占比超过95%。其红外光谱在849.07 cm-1处的吸收峰提示其为α-构型多糖。
3.2 MP对小鼠肝脏的保护作用
酒精暴露导致小鼠体重减轻、肝脏指数升高、血清ALT和AST活性显著上升、肝脏出现脂肪变性和细胞坏死。MP干预能显著逆转这些变化,降低ALT、AST、TG和CHO水平,并改善肝脏组织病理损伤。
3.3 小鼠肝组织氧化应激标志物和炎症因子水平
酒精暴露导致肝脏MDA含量升高,SOD、CAT、GSH活性降低,促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-18、IL-6水平上升。MP治疗能有效降低MDA和促炎因子水平,同时提升抗氧化酶活性。
3.4 MP肝保护作用的转录组学分析
转录组测序共鉴定出3825个差异表达基因(Differentially Expressed Genes, DEGs)。KEGG富集分析显示,MP干预组的DEGs显著富集在NOD样受体信号通路、细胞粘附分子、细胞因子-细胞因子受体相互作用等通路。
3.5 加权基因共表达网络分析
WGCNA将DEGs划分为7个共表达模块。其中,与MP组最相关的棕色模块基因功能主要富集于蛋白酶结合、肝素结合等,通路富集于PPAR信号通路、脂肪酸降解等。与模型组最相关的绿松石模块则与炎症反应、细胞骨架组织等相关,并显著富集于NOD样受体信号通路。
3.6 NOD样受体信号通路在MP肝保护作用中的角色
深入分析发现,MP干预能显著下调NOD样受体信号通路中多个关键基因的表达,包括Ifi16、Pycard和Nlrp3,但上调抗菌肽Camp的表达。Western blot验证证实MP能降低NLRP3蛋白的表达水平。机制上,MP通过下调Ifi16,进而抑制Pycard和Nlrp3的表达,最终抑制pro-Casp1的活化及肝细胞焦亡。
4 讨论
MP作为一种低分子量、以葡萄糖为主、具α-构型的多糖,通过多靶点发挥对ALI的保护作用。其作用机制包括:(1)减轻氧化应激;(2)抑制炎症反应;(3)调控脂质代谢;(4)通过抑制NLRP3炎症小体活化及细胞焦亡,同时维持抗菌肽Camp的表达,实现抗炎与屏障保护的双重调节。这种对NOD样受体信号通路的精细调控是MP发挥肝保护作用的核心机制之一。
5 结论
羊肚菌菌丝体多糖对酒精性肝损伤具有显著的保护作用,其机制与缓解氧化应激、抑制炎症反应以及调控NOD样受体信号通路(特别是抑制NLRP3炎症小体活化)密切相关。该研究为开发MP作为功能性食品或药物用于防治ALD提供了重要的理论依据。