磷虾油通过SPARC-MAPK通路改善小鼠肝脏氧化应激、炎症和纤维化的机制研究

《Journal of Agriculture and Food Research》:Krill Oil Ameliorates Hepatic Oxidative Stress, Inflammation, and Fibrosis in Mice by SPARC-MAPK Pathway

【字体: 时间:2026年02月08日 来源:Journal of Agriculture and Food Research 6.2

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  本研究针对代谢相关脂肪性肝病(MASLD)缺乏特效药物的现状,探讨了南极磷虾油(KO)通过调控SPARC-MAPK信号通路对肝脏氧化应激、炎症和纤维化的改善作用。研究发现KO能显著降低肝脏iNOS、NOX4、TNF-α、IL-1β等炎症因子表达,抑制ERK/p38磷酸化,并在SPARC过表达的肝星状细胞中验证了其通过SPARC-MAPK轴发挥作用的机制,为MASLD的天然产物干预提供了新策略。

随着生活方式和饮食结构的改变,代谢相关脂肪性肝病(MASLD)已成为全球最常见的慢性肝病之一。其疾病谱从单纯的肝脏脂肪变性,可进展为代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH),甚至进一步发展为肝纤维化、肝硬化乃至肝癌。据统计,全球MASLD患病率已从1990-2006年的25.3%上升至2016-2019年的38.2%,而MASH的全球患病率也达到5.27%。尤其令人担忧的是,目前尚无针对MASLD的特效药物获批上市,临床治疗仍以生活方式干预为主,亟需开发有效的防治策略。
在这一背景下,山东大学公共卫生学院的研究团队将目光投向了来自南极的天然产物——磷虾油(Krill Oil, KO)。磷虾油富含以磷脂形式结合的n-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFAs)、虾青素等多种生物活性成分,前期研究已证实其具有抗炎、抗氧化和代谢调节作用。由于氧化应激和炎症是MASLD发病的关键分子机制,研究团队在《Journal of Agriculture and Food Research》上发表了最新研究成果,系统探讨了磷虾油对MASLD的保护作用及潜在机制。
研究人员采用两种经典动物模型开展实验:甲硫氨酸-胆碱缺乏(MCD)饮食诱导的MASH小鼠模型,以及高脂饮食(HFD)联合链脲佐菌素(STZ)诱导的2型糖尿病(T2DM)小鼠模型。通过灌胃方式分别给予磷虾油(400 mg/kg)或橄榄油(OO)干预4周,从肝脏病理形态、血清生化指标、氧化应激标志物、炎症因子表达、纤维化程度等多维度评估磷虾油的干预效果。同时,利用RNA测序(RNA-seq)技术筛选关键信号通路,结合体外细胞实验(人肝星状细胞LX2和人单核细胞THP-1共培养体系)验证分子机制。
关键技术方法包括:动物模型构建(MCD饮食和HFD/STZ诱导)、组织病理学染色(H&E、天狼星红、Masson、免疫组化)、蛋白质印迹(Western blot)检测信号通路蛋白表达、实时定量PCR(RT-PCR)分析基因表达、RNA测序及生物信息学分析、细胞培养与慢病毒转染技术等。
3.1 磷虾油减轻肝脏脂肪变性、降低氧化应激并改善肝功能
研究显示,MCD饮食显著增加小鼠肝脏脂质沉积和活性氧(ROS)水平,提升诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和NADPH氧化酶4(NOX4)蛋白表达,并导致血清ALT、AST水平升高,表明肝功能受损。磷虾油干预能显著减轻肝脏脂肪堆积,降低ROS生成,下调iNOS和NOX4表达,并改善ALT、AST水平,且效果优于橄榄油对照组。
3.2 磷虾油改善肝脏炎症
MCD饮食诱导肝脏大量炎性细胞浸润,肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、白细胞介素-1β(IL-1β)和IL-6等炎症因子表达显著上调。磷虾油处理后,肝脏炎症细胞浸润明显减少,上述炎症因子mRNA和蛋白水平均显著降低,巨噬细胞标志物F4/80和中性粒细胞标志物LY6G阳性面积也显著减小。
3.3 磷虾油减轻肝纤维化
天狼星红染色和免疫组化结果显示,MCD饮食引起胶原纤维沉积增加,胶原蛋白1α1(Col1α1)、胶原蛋白3α1(Col3α1)和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)表达上调。磷虾油干预可显著减少纤维化面积,降低上述纤维化相关标志物的表达水平,表明其对肝纤维化具有改善作用。
3.4 磷虾油调控SPARC-MAPK信号通路
RNA测序分析发现,MAPK信号通路是磷虾油干预最显著影响的通路。加权基因共表达网络分析(WGCNA)进一步筛选出富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白(SPARC)为关键基因。实验证实MCD饮食可上调肝脏SPARC表达,增加细胞外信号调节激酶(ERK)和p38的磷酸化水平。磷虾油能显著降低SPARC表达,并抑制ERK和p38的磷酸化。在2型糖尿病小鼠模型中,磷虾油还可降低c-Jun N末端激酶(JNK)的磷酸化水平。
3.5 磷虾油减轻SPARC过表达引起的炎症、氧化应激和纤维化
在SPARC过表达的人肝星状细胞(LX2)中,ERK和p38磷酸化水平升高,炎症因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)、氧化应激标志物(iNOS、NOX4)和纤维化相关基因(Col1α1、Col3α1、α-SMA)表达均上调。磷虾油处理可逆转这些变化。此外,SPARC过表达的LX2细胞与THP-1来源的巨噬细胞共培养时,可激活巨噬细胞的炎症和氧化应激反应,而磷虾油也能抑制这一效应。
研究结论表明,磷虾油通过下调SPARC表达,抑制MAPK信号通路(特别是ERK和p38磷酸化),减轻肝脏氧化应激、炎症和纤维化,从而对MASLD发挥保护作用。这一发现不仅揭示了磷虾油改善MASLD的新机制——SPARC-MAPK通路,也为开发基于天然产物的MASLD防治策略提供了实验依据。
值得注意的是,本研究同时使用了MCD饮食和HFD/STZ两种动物模型,增强了结果的可靠性;结合体内实验和体外细胞共培养体系,多角度验证了磷虾油的作用机制。然而,研究也存在一定局限性,如未分离磷虾油的具体活性成分,仅使用了单一剂量,干预时间相对较短等。未来研究可进一步解析磷虾油中不同成分的贡献,探索剂量效应关系,并延长干预时间以评估长期疗效。
总之,这项研究为磷虾油作为MASLD潜在辅助治疗剂的开发提供了重要的临床前证据,为天然产物在代谢性肝病防治领域的应用开辟了新视角。

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