《Journal of Nutrition Education and Behavior》：Inositol Hexaphosphate and Inositol Prevent WD/CCl?-Induced Metabolic Dysfunction-Associated Steatohepatitis in Mice
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代谢性肝脂肪变性相关脂肪性肝炎（MASH）的预防机制研究，基于WD/CCl4诱导小鼠模型，证实肌醇六磷酸（IP6）和肌醇（INS）可显著改善肥胖、纤维化及脂质沉积，通过调节PEMT介导的甘油磷脂代谢紊乱发挥作用。
赵晨|栾一曼|杨丹丽|严世宇|张静|刘峰|陈向梅|兰彤彤|龚新怡|饶慧英|关桂文|宋阳
北京大学人民医院，北京大学肝病研究所，丙型肝炎与肝脏疾病免疫治疗北京市重点实验室，非酒精性脂肪肝病诊断国际科技合作基地，中国北京100044。
摘要
鉴于代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）在临床和经济方面的重大负担，迫切需要开发有效的预防和治疗药物。在本研究中，我们利用西方饮食结合低剂量CCl?（WD/CCl?）诱导的小鼠模型，评估了植物来源的化合物肌醇（INS）和肌醇六磷酸（IP6）对MASH的预防作用及其潜在机制。结果表明，IP6或INS预处理显著减少了肥胖、纤维化和脂质积累，改善了胰岛素抵抗，并预防了MASH小鼠的高血糖。IP6和INS还减轻了HepG2细胞中的游离脂肪酸（FFA）诱导的脂质积累。肝脏转录组分析显示，IP6和INS逆转了与MASH相关的转录组变化，抑制了促纤维化、促炎和脂质代谢基因的表达。综合代谢组学和脂质组学分析表明，IP6和INS对MASH的预防作用是通过纠正紊乱的甘油磷脂代谢实现的。值得注意的是，在体外实验中，敲低PEMT表达会消除IP6和INS对脂质积累以及α-SMA和COL-1表达的抑制作用。这些发现表明，IP6和INS可以通过改善甘油磷脂代谢来预防MASH的发展，至少部分是通过上调PEMT实现的。
引言
代谢功能障碍相关脂肪肝病（MAFLD）已成为全球最常见的慢性肝病，影响了近四分之一的成年人，并带来了日益严重的健康负担。[1] 代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）是MAFLD的一种严重形式，其特征是≥5%的肝细胞发生脂肪变性、气球样变性和小叶内炎症。[2] 如果不及时干预，MASH会发展为肝纤维化，在严重情况下可能导致肝硬化和肝细胞癌（HCC）。[3] 近年来，随着肥胖、糖尿病和代谢综合征的流行，MASH的发病率一直在上升。[4] 然而，MASH的治疗方法仍然有限——仅有两种获得FDA批准的药物，且其长期安全性尚未得到证实。[5] 因此，探索和建立有效的、安全的MASH预防和治疗策略具有迫切的临床需求。
天然产物作为一种有前景的候选物质，能够通过增强脂质代谢和减轻纤维化来预防或延缓包括MAFLD和MASH在内的代谢紊乱。[6] 如水飞蓟素这样的化合物展示了天然抗氧化剂的肝脏保护潜力，但迄今为止的研究主要集中在少数几种分子上。[7] 肌醇六磷酸（IP6）及其母体化合物肌醇（INS）作为广泛存在于谷物、坚果、豆类甚至动物组织中的天然抗氧化剂而受到关注。[8] 尽管结构相似，这两种化合物具有互补的生物功能：IP6主要通过抑制活性氧生成发挥强大的抗氧化作用，而肌醇（MI）——INS最丰富的立体异构体——则表现出类似胰岛素的特性，并能改善餐后血糖控制。[9,10] 除了抗氧化活性外，越来越多的证据表明IP6和INS可以调节脂质和葡萄糖代谢，这可能有助于它们在代谢紊乱中的保护作用。[11,12] 我们之前的研究表明，IP6通过抑制NF-κB/PI3K/AKT信号通路来改善CCl?诱导的模型中的肝纤维化。[13] 然而，IP6和INS是否对MASH具有预防作用及其核心机制仍不清楚。
在本研究中，我们利用西方饮食结合低剂量CCl?（WD/CCl?）诱导的小鼠模型，评估了IP6和INS对MASH的预防作用及其潜在机制。我们发现这两种化合物均能减轻肝脂肪变性、氧化应激、炎症和纤维化。综合转录组学和代谢组学分析进一步表明，IP6和INS可能改善与MASH相关的甘油磷脂代谢紊乱。重要的是，我们确定了PEMT——甘油磷脂代谢的关键调节因子——是IP6和INS发挥预防作用的目标。这一发现为IP6和INS作为MASH预防的天然候选物质提供了实验证据。
IP6和INS的制备
肌醇六磷酸（IP6，PubChem CID: 890；纯度≥98.00%）和肌醇（INS，PubChem CID: 892；纯度≥98%）购自中国大连的美仑生物公司。水飞蓟素（纯度98%）购自Energy Chemical公司。为了制备最终浓度为10 mM的储备溶液，我们分别将86.7 mg的IP6或7.8 mg的INS粉末溶解在100 ml生理盐水中。制备好的溶液应储存在4°C下，并在3天内使用。
细胞培养和处理
人类肝细胞系
IP6和INS可预防WD/CCl?处理小鼠的肥胖和胰岛素抵抗
为了研究IP6和INS对MASH的预防作用，我们将小鼠随机分为五组（图1A）。根据先前的文献和我们的初步实验[23]，我们选择了1 mg的IP6或INS作为给药剂量，因为这个剂量不会影响健康小鼠的体重或它们肝脏中的MASH相关指标（图S1）。经过10周的干预后，WD/CCl?组的小鼠每天摄入的水分和热量显著增加。
讨论
作为植物提取物，INS已被批准用于治疗多囊卵巢综合征和妊娠糖尿病等疾病，而IP6被FDA认定为一般认为安全的（GRAS）物质，有助于改善高脂血症和高血糖。[27] 然而，IP6和INS是否具有预防MASH的肝脏保护作用尚不清楚。本研究表明，IP6和INS可以在WD/CCl?诱导的MASH小鼠模型中防止MASH的进展。
作者贡献
Z.C.、Y.L.和D.Y.对本工作贡献相同。Z.C.、J.Z.和D.Y.进行了体内实验和实验结果的分析。D.Y.、S.Y.和G.G.进行了RNA测序分析。Z.C.和X.G.负责体外实验。Z.C.和F.L.撰写了手稿，并得到了所有合作者的贡献。H.R.、Y.S.和X.C.监督了研究并获得了资金支持。
资助
本工作得到了启民项目的支持。
注释
所有作者均无利益冲突。
数据可用性声明
赵晨：撰写——初稿，研究设计。栾一曼：软件支持。杨丹丽：撰写——审稿与编辑，项目管理，方法学，概念构思。严世宇：数据可视化，验证。张静：监督，资金获取。刘峰：撰写——审稿与编辑，数据分析。陈向梅：项目管理，资金获取，概念构思。兰彤彤：资源支持，验证。龚新怡：项目管理。饶慧英：资源支持，项目协调。
