Hesperetin（西柏瑞丁）通过激活FXR（肝脏X受体）来调节铁死亡（Ferroptosis）的平衡，并抑制炎症，从而缓解高脂饮食引起的非酒精性脂肪肝病（NAFLD）

《The Journal of Nutritional Biochemistry》：Hesperetin Alleviates High-Fat Diet-Induced NAFLD by Activating FXR to Modulate Ferroptosis Homeostasis and Suppress Inflammation

NAFLD治疗新策略：hesperetin通过激活FXR抑制ferroptosis及炎症的分子机制。在体内外实验中，HES显著缓解高脂饮食诱导的肝脂质沉积、炎症及氧化应激，其效应依赖FXR通路激活GPX4和SLC7A11表达，同时通过非FXR依赖途径增强GCLC介导的抗氧化能力。首次证实HES作为FXR激活剂可协同抑制ferroptosis和炎症，为NAFLD治疗提供新候选药物。

　　

陈苏文|谢金|尹国亮|王丽娜|贾玉芝|张慧|任月涵|任丽江|何庆勇

中国中医科学院广安门医院，北京100053

摘要

非酒精性脂肪肝病（NAFLD）已成为全球最常见的肝脏疾病，但目前有效的治疗选择仍然有限。天然黄酮类化合物胡芦丁（HES）显示出改善NAFLD的潜力，但其作用机制尚未完全阐明。本研究旨在探讨HES在体内和体外对NAFLD的影响及其分子机制。我们发现，HES能够减轻高脂饮食（HFD）大鼠的肝脂肪变性和炎症。在暴露于游离脂肪酸（FFAs）的HepG2细胞模型中，HES显著降低了脂质积累和炎症因子的释放。从机制上看，HES激活了法尼醇X受体（FXR）信号通路，从而上调了谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）和溶质载体家族7成员11（SLC7A11）的表达——这两种物质是铁死亡（ferroptosis）的关键抑制剂——同时抑制了核因子κB（NF-κB）通路。分子对接分析表明，HES与FXR的配体结合口袋稳定结合，预测亲和力为?8.2 kcal/mol。使用FXR特异性siRNA在HepG2细胞中验证了这些效应对FXR的依赖性。此外，HES还通过FXR独立途径上调了谷氨酸-半胱氨酸连接酶催化亚基（GCLC）的表达，增强了细胞的抗氧化防御能力。总之，我们的结果表明，HES通过FXR依赖性抑制铁死亡和炎症，并通过FXR独立途径增强抗氧化能力来减轻肝细胞脂肪变性。这些发现使HES成为治疗NAFLD的有希望的FXR激活剂。

引言

当超过5%的肝细胞出现脂肪变性且无酒精或药物等次要因素时，这种情况被称为非酒精性脂肪肝病（NAFLD）。NAFLD包括一系列进展性疾病，如单纯性肝脂肪变性、非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、纤维化、肝硬化和肝细胞癌[1]。NAFLD是一个全球性的健康问题；目前全球约有25%的人口患有NAFLD[2]。

铁死亡是一种特殊的程序性细胞死亡类型，其特征是对铁的依赖性和氧化应激的存在。与其他形式的细胞死亡不同，铁死亡通常不受半胱天冬酶抑制剂的影响，且核形态无明显改变，半胱天冬酶-3活性也不会增加[3]。这些特征将铁死亡与自噬、坏死和凋亡等已知的细胞死亡形式区分开来[4]。铁的过度积累会导致铁诱导的芬顿反应、有毒的活性氧（ROS）和脂质过氧化，这是铁死亡的典型特征[5]。越来越多的临床研究表明，肝铁积累与NASH的发病机制密切相关[6]。研究表明，阻断铁死亡可能防止NAFLD向NASH的进展。因此，铁死亡机制对NAFLD的病理过程至关重要[7]。在铁死亡过程中，细胞会产生脂质过氧化物产物，这可能导致炎症和肝炎症加重[8]。反过来，炎症环境又会进一步诱导铁死亡，形成恶性循环。例如，NASH患者肝脏中的铁沉积区域与巨噬细胞相关炎症的积累区域呈正相关，表明炎症和铁死亡可能相互促进[9]。此外，减少与铁死亡相关的脂质过氧化物可能有助于减轻脂质积累，而脂质ROS则可能通过促进脂滴的形成而加重肝脂肪变性[10]。因此，恢复涉及铁死亡和炎症反应的肝铁稳态可能是对抗NAFLD症状的有效策略。

法尼醇X受体（FXR）是核受体家族的重要成员，在小肠和肝脏中广泛表达。它作为胆汁酸代谢的中心调控枢纽，在维持体内肝脂质代谢和葡萄糖稳态方面起着关键作用[11][12]。研究表明，FXR激活可以通过降低胆汁酸依赖性的脂质吸收并激活FXR及其靶基因来预防NAFLD[13][14]。最近的研究表明，FXR是铁死亡的有效转录调节因子。在小鼠肝细胞和人类诱导多能干细胞（IPSC）衍生的肝细胞中激活FXR可以上调关键的铁死亡抑制基因，从而抑制脂质过氧化和铁死亡[15]。此外，FXR通过调节与铁死亡相关的基因转录，保护急性肾损伤免受顺铂的伤害[3]。FXR作为NAFLD治疗靶点的认识还扩展到了其对抗炎反应的保护作用[16]。

因此，FXR被认为是治疗NAFLD的有希望的靶点。然而，目前缺乏能够同时有效调节FXR、抑制铁死亡和减轻炎症反应的天然化合物。奥贝胆酸（OCA）是一种备受关注的FXR激动剂[17]；然而，FDA因OCA可能导致严重的肝损伤（包括死亡）和剧烈瘙痒而发出了警告。肝功能严重受损的患者应特别注意避免过量服用[18]。NAFLD的治疗和预防仍缺乏有效的方法。美国政府于2024年批准了一种新药Resmetirom用于治疗由NASH引起的肝纤维化[19]。这种口服选择性药物特异性作用于甲状腺激素受体β（THRβ），似乎不会影响体重或葡萄糖代谢，但可以改善肝纤维化、减少肝损伤和降低肝脂肪含量[20]。鉴于NAFLD的全球性风险，寻找更安全的药物和新的治疗手段至关重要。

胡芦丁（HES）是一种存在于柑橘类水果中的天然黄酮类化合物，常见于葡萄柚皮、橙皮、柑橘皮和其他传统药材中[21]。多项研究表明，HES可以通过调节线粒体动力学和抑制脂肪酸合成的关键酶来抑制脂质合成并减轻肝脂肪变性[22]。同时，它还可以通过调节脂肪细胞的功能促进脂质分解和抑制脂质积累，显示出其在抗NAFLD中的治疗潜力[23]。此外，HES还可以抑制铁死亡并促进糖尿病伤口的愈合[24]。因此，HES具有改善肝脂质代谢的潜力。然而，目前尚无研究报道其是否可以通过靶向和激活FXR来协同减轻NAFLD，从而同时抑制铁死亡和炎症反应。因此，本研究的目的是确定HES是否通过激活FXR来减轻NAFLD，同时抑制炎症反应和铁死亡。据我们所知，这是首次探索HES作为FXR激活剂在NAFLD背景下调节铁死亡和炎症的潜在作用和机制的研究。我们的发现可能为FXR靶向的NAFLD治疗提供新的候选化合物。

化学物质和试剂

胡芦丁（HES，HPLC≥98%，C₁₆H₁₄O₆，302.27）和奥贝胆酸（OCA，HPLC≥98%，C₂₆H₄₄O₄，420.6252）购自上海源叶生物科技有限公司（中国上海）。油酸（OA，#O1008）和棕榈酸（PA，#P0500）购自Sigma（美国）。牛血清白蛋白（BSA，#BAH66）购自Equitech-Bio（中国上海）。甘油三酯（TG）含量检测试剂盒（#BC0620）、总胆固醇（TC）含量检测试剂盒（#BC1985）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）含量检测试剂盒

HES减少了NAFLD大鼠的体重增加和肝指数升高，以及血清葡萄糖和脂质代谢的紊乱

图1A展示了该动物实验的研究设计流程图。与CON组的大鼠相比，HFD组的大鼠在实验结束时体重显著增加（图1B）。然而，HES治疗抑制了HFD引起的体重增加（图1B）。这种抑制作用与食物摄入无关（图1C）。高剂量HES对体重减轻的影响大于低剂量治疗，并且与观察到的效果相似

讨论

由能量稳态紊乱引起的代谢疾病已成为全球健康的重要问题[35]。代谢疾病患者常伴有与脂质代谢相关的多种并发症，如肥胖和NAFLD[36]。由于老年人口、肝死亡率及晚期肝病的急剧增加，NAFLD已经超过丙型肝炎成为中国慢性肝病的主要原因[37]。尽管他汀类药物被广泛使用

缩写

ALT，丙氨酸氨基转移酶；AST，天冬氨酸氨基转移酶；AUC，曲线下面积；BSA，牛血清白蛋白；CCK-8，细胞计数试剂盒-8；CETSA，细胞热位移测定；CMC-Na，羧甲基纤维素钠；DMEM，Dulbecco改良Eagle培养基；FBS，胎牛血清；FFAs，油酸钠（OA）：棕榈酸钠（PA）=2:1（1mM）；FXR，法尼醇X受体；GAPDH，甘油醛-3-磷酸脱氢酶；GCLC，谷氨酸-半胱氨酸连接酶催化亚基；GPX4，谷胱甘肽过氧化物酶

作者贡献

陈苏文和谢金：概念提出、验证、初稿撰写。尹国亮和王丽娜：数据整理。贾玉芝：正式分析。张慧：方法学研究。任月涵：软件应用。任丽江：数据可视化与分析。何庆勇：概念提出、项目管理、资金获取、监督、审稿与编辑。

资助

本文得到了国家自然科学基金（编号82575044）、国家重点科技项目（编号2024ZD0528200）、首都卫生研究与发展专项基金（编号221100007422081）、北京市科学技术委员会、中关村科技园区管委会（编号20240484704）以及中国中医科学院优秀青年科技人才培养专项项目的支持

作者贡献声明

陈苏文：初稿撰写、验证、概念提出。谢金：初稿撰写、验证、概念提出。尹国亮：数据整理。王丽娜：数据整理。贾玉芝：正式分析。张慧：方法学研究。任月涵：软件应用。任丽江：数据可视化与分析。何庆勇：审稿与编辑、监督、项目管理、资金获取、概念提出。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

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