从Abelmoschus manihot (L.) Medik.（锦葵科）提取物中获得的总黄酮具有改善糖尿病性肝损伤的作用，其机制可能与抑制铁死亡（ferroptosis）以及PI3K/AKT/Nrf2信号通路相关

《Phytomedicine》：Total flavones from Abelmoschus manihot (L.) Medik. [Malvaceae] extract ameliorates diabetic liver injury: association with ferroptosis suppression and the PI3K/AKT/Nrf2 pathway

糖尿病肝损伤（DLI）治疗研究：总黄酮（TFA）通过PI3K/AKT/Nrf2通路抑制铁依赖性细胞死亡改善代谢紊乱和肝损伤

　　

作者名单：赵 Lv、侯建妮、孙红银、苏伟、李忠沙、吴月松、王雷、魏晓勇、Shoaib Anwaar、牟方正、魏大荣、王慧红、谢云金、杨巧红、尹明珠

单位：重庆三峡医院中医内科，中国重庆万州，404100

摘要

背景

糖尿病肝损伤（DLI）是糖尿病的常见并发症，其特征是代谢紊乱导致肝脏功能障碍和组织病理学改变，如脂肪变性、炎症和纤维化。这些改变可能进展为肝硬化，而目前有效的治疗方法有限。从Abelmoschus manihot（L.）Medik. [锦葵科]提取物中获得的总黄酮（TFA）作为一种传统生物活性化合物，因其强大的抗炎和代谢调节作用而受到关注。然而，TFA缓解DLI的能力及其作用机制尚不清楚。

目的

本研究旨在探讨TFA对DLI的肝保护作用，并阐明其作用机制，特别关注其与PI3K/AKT/Nrf2信号通路和铁死亡（ferroptosis）调节的关联。

方法

采用超高效液相色谱法结合四极杆轨道阱高分辨率质谱法（UHPLC-Q-Orbitrap HRMS）鉴定TFA的代谢物。通过高脂饮食（HFD）喂养和链脲佐菌素（STZ）注射建立DLI小鼠模型。小鼠被随机分为四组（每组8只）：对照组、模型组、TFA-L组和TFA-H组。TFA通过口服给药连续12周。使用高葡萄糖（HG）和油酸/棕榈酸（OA/PA）诱导体外肝细胞模型。为了系统地阐明TFA通过抑制PI3K/AKT/Nrf2通路来缓解DLI的药效学基础和分子机制，结合了网络药理学、转录组学、代谢组学以及分子对接、细胞热位移测定（CETSA）等综合多组学方法，并进行了实验验证，包括活性氧（ROS）检测、超氧化物歧化酶（SOD）和氧化型谷胱甘肽（GSSG）测定、铁离子测定以及脂质过氧化检测。

结果

利用UHPLC-Q-Orbitrap HRMS鉴定出TFA的56种代谢物。TFA显著改善了HFD/STZ诱导的DLI小鼠的代谢紊乱，表现为体重减轻、血糖控制改善、血脂异常减轻以及肝脏脂肪变性和损伤标志物下降（P<0.05）。同时，组织病理学和免疫组化分析显示肝脏损伤和纤维化明显减轻。综合网络药理学、转录组学和代谢组学结果表明，TFA具有多靶点作用，可能涉及PI3K/AKT/Nrf2通路——该通路调节氨基酸和脂质代谢，同时抑制与铁死亡相关的分子途径以减轻代谢和肝脏紊乱。分子对接和CETSA结果表明，TFA的关键成分可能与PI3K/AKT/Nrf2通路的核心靶点及铁死亡调节因子存在潜在的结合相互作用。值得注意的是，体内和体外实验均一致显示TFA可减轻肝细胞中的氧化应激、炎症，尤其是铁死亡，表现为脂质过氧化减少、GSH稳态恢复和铁代谢平衡（P<0.05）。重要的是，这些保护作用可被PI3K抑制剂LY294002、铁死亡诱导剂Erasatin和si-Nrf2所阻断，从而证实TFA通过依赖PI3K/AKT/Nrf2通路的机制发挥其肝保护作用（P<0.05）。

结论

TFA通过多靶点调节发挥肝保护作用，主要涉及PI3K/AKT/Nrf2通路以抑制铁死亡，同时改善代谢紊乱、氧化应激和炎症。这些发现不仅揭示了其新的作用机制，还表明TFA是一种有前景的治疗候选物，值得进一步开发用于DLI的临床治疗。

引言

糖尿病是一种慢性代谢性疾病，其特征是持续的高血糖。全球患病人数超过5.89亿，并且仍在增加（Federation, 2025）。慢性高血糖是多器官损伤的关键驱动因素，由于肝脏是主要的代谢器官，因此极易受到糖尿病损害，导致糖尿病肝损伤（DLI）（Ahmadieh和Azar, 2014）。流行病学研究表明，超过70%的糖尿病患者最终会发展为DLI（Younossi和Henry, 2024）。如果不进行有效干预，DLI可能进展为非酒精性脂肪肝病（NAFLD）、肝纤维化，最终导致肝硬化，从而显著影响患者的预后和生活质量（Bedi等, 2019; Gastaldelli和Cusi, 2019; Mahmoud和Abdelmalek, 2025）。因此，开发安全有效的治疗手段来预防或治疗DLI具有重要的临床意义。 Abelmoschus manihot（L.）Medik.（锦葵科）作为一种传统中药，已被临床用于治疗代谢性疾病和肾脏疾病（Wei等, 2023; Xu等, 2022; Yu等, 2023）。药理学研究表明，A. manihot富含黄酮类化合物，这些化合物统称为A. manihot提取物中的总黄酮（TFA）（Luan等, 2020）。这些黄酮类化合物是该植物的主要生物活性成分，对其多样的药理活性负责（Lv等, 2017; Wu等, 2024）。越来越多的证据表明，TFA具有多种药理活性，包括抗氧化、抗炎、调节脂质代谢和心血管保护作用（Luan等, 2020; Zhang等, 2024; Zhang等, 2019）。我们之前的研究表明，TFA通过抑制氧化应激和炎症反应，减轻了高脂饮食（HFD）诱导的小鼠肝脏脂质积累（Lv等, 2025）。此外，TFA还表现出对化学诱导的肝损伤的肝保护作用，例如在鼠模型中减轻四氯化碳（CCl₄）引起的急性肝毒性（Ai等, 2013）。尽管有这些文献记载的好处，但TFA对DLI的有效性和其作用机制仍需进一步探索。特别是，铁死亡作为一种与代谢紊乱和氧化损伤密切相关的铁依赖性调控细胞死亡形式，在TFA的肝保护作用中的作用尚未得到研究。 PI3K/AKT/Nrf2信号通路是细胞抗氧化反应的关键调节器，在糖尿病条件下对维持氧化还原稳态至关重要（Hayes和Dinkova-Kostova, 2014）。越来越多的证据表明，该通路的失调显著促进了DLI的发病机制（Zhang等, 2024）。这与更广泛的PI3K/AKT轴（包括其下游靶点mTOR）在肝脏脂质代谢紊乱中起关键作用的研究结果一致（Chu等, 2022）。最近的研究进一步揭示，PI3K/AKT轴调节铁死亡，这是一种铁依赖性的调控细胞死亡形式，其特征是脂质过氧化过度，这在机制和形态上与其他细胞死亡方式（如凋亡和坏死）不同（Jiang等, 2023; Li等, 2023; Tang等, 2023）。重要的是，铁死亡在DLI的进展中起着重要作用，这由高血糖引起的氧化应激和代谢紊乱驱动。研究表明，抑制铁死亡可以通过减轻氧化应激来改善DLI（Xin等, 2024）。铁死亡与其他细胞死亡方式（如凋亡和坏死）在机制和形态上的区别强调了其在疾病发病机制中的独特作用（Stancic等, 2022; Wu等, 2024）。 先前的研究报道，TFA在多种疾病模型中对PI3K/AKT通路和铁死亡具有调节作用（Liu等, 2021; Wang等, 2023; Xu等, 2024），这与更广泛的临床前证据一致，即天然化合物如黄酮类和皂苷通过抗氧化机制发挥肝保护作用（Zeng等, 2023）。然而，TFA在DLI中的作用机制仍不清楚。因此，我们假设TFA通过调节PI3K/AKT/Nrf2通路和抑制铁死亡来缓解DLI。为了验证这一假设，我们使用了由HFD/STZ诱导的2型糖尿病（T2DM）小鼠模型以及高葡萄糖和高脂刺激的HepG2细胞模型，系统研究了TFA对代谢参数、肝脏组织病理学以及所提出机制的关键组成部分（包括氧化应激、炎症反应和铁死亡）的影响。本研究旨在为TFA在DLI管理中的潜在应用提供机制基础。

样本制备

Abelmoschus manihot于2024年7月在中国重庆巫溪县采集，采集过程中已获得必要的许可。植物材料由孙红银博士进行分类鉴定，并将凭证标本（AM2024002）存放在重庆三峡医院。TFA的提取和纯化采用基于我们之前研究的优化方案（Lv等, 2025）。干燥后的花朵（100克）被粉碎成40目粉末。

通过UHPLC-Q-Orbitrap HRMS分析鉴定TFA代谢物

TFA提取物通过匀浆和超声处理制备，随后使用AB-8弱极性大孔吸附树脂进行纯化。分离和富集后，浓缩物被干燥成固体产品。使用超高效液相色谱法结合四极杆轨道阱高分辨率质谱法（UHPLC-Q-Orbitrap HRMS）进行代谢物分析。如图1和表S1所示，共鉴定出56种代谢物。

讨论

肝脏在维持全身葡萄糖和脂质稳态中起着关键作用，是代谢调节的中心器官。在糖尿病中，葡萄糖代谢紊乱和胰岛素抵抗显著损害肝脏功能，形成一个恶性循环，导致代谢恶化和肝脏损伤逐渐加重（Dey和Chandrasekaran, 2009; Mahmoud和Abdelmalek, 2025）。DLI的病理生理学是多因素的，由复杂的机制相互作用驱动。

结论

综上所述，我们的综合多组学和实验验证表明，TFA通过抑制铁死亡来缓解DLI，这一效应与PI3K/AKT/Nrf2通路的调节功能相关，这是其全面肝保护作用的基础。这些发现表明TFA是一种有前景的候选药物，可用于治疗DLI（图13）。从治疗角度来看，这项工作不仅揭示了一种新的铁死亡中心机制，还为DLI的治疗提供了明确的理论依据。 <红it作者贡献声明> <红it作者贡献声明> 赵 Lv：概念构思；数据管理；正式分析；方法学；资源；撰写初稿。 侯建妮：概念构思；正式分析；方法学；项目管理；监督。 孙红银：研究；资源。 苏伟：正式分析；方法学。 李忠沙：研究；资源。 吴月松：研究；资源。 王雷：可视化；撰写-审稿与编辑。 Shoaib Anwaar：正式分析；撰写-审稿与编辑。 魏晓勇：可视化。 <数据可用性声明> 数据可应要求提供。 <资助声明> 本研究得到了重庆市万州区科技计划项目（项目编号：wzstc-20240016）、重庆市万州区科学与健康联合研究项目（项目编号：wzstc-kw2023039）、重庆市自然科学基金（项目编号：CSTB2023NSCQ-BHX0047）、重庆市中医药科学与健康联合研究项目（项目编号：2024ZYQN001）以及重庆市自然科学基金创新与发展联合基金的支持。 <未引用参考文献> Gao等，2025；Wang等，2025；Wu等，2024；Wu等，2024；Zhang等，2024