通过调控线粒体动态平衡来减轻LPS诱导的巨噬细胞炎症

《Food Bioscience》：Parkeol Balanced Mitochondrial Dynamics to Attenuate LPS-Induced Inflammation in Macrophages

三萜醇类通过改善线粒体功能障碍发挥抗炎作用，Parkeol在炎症不同阶段调控MFN2和DRP1表达并影响TBK1/NF-κB信号通路。

　　

李腾|李梦梦|李鹏|姜秦波|陈美宇|叶春祺|张慧

浙江大学生物系统工程与食品科学学院，杭州310058，中国

摘要

最近研究发现，三萜醇（主要是Parkeol、ψ-Taraxasterol、Butyrospermol和β-Amyrin）是山茶油中丰富的生物活性成分。尽管线粒体动态变化对细胞应激反应有贡献，但它们在炎症中的作用仍不明确。本研究旨在探讨三萜醇在脂多糖（LPS）诱导的炎症中的抗炎作用及其潜在机制。结果表明，三萜醇和山茶油通过改善线粒体功能障碍来抑制巨噬细胞的炎症。尽管在炎症过程中线粒体融合蛋白的表达存在双相调节（4小时时上调，24小时时下调），Parkeol通过调节不同炎症阶段的mitofusin 2（MFN2）和dynamin相关蛋白1（DRP1）的表达仍保持其抗炎效果。此外，在THP-1和RAW 264.7巨噬细胞中，Parkeol通过调节TANK结合激酶1（TBK1）来发挥作用，而不是直接抑制核因子κB（NF-κB）信号通路。我们的研究证实了三萜醇通过抗炎作用具有健康益处，并将Parkeol鉴定为一种有前景的生物活性功能因子。

引言

Camellia oleifera Abel被认为是世界上四大主要木本油料作物之一（Qin等人，2024年；Yang等人，2025年）。中国是Camellia oleifera Abel的最大生产国，计划到2025年将其种植面积扩大到约600万公顷（Jiang等人，2025年；Liu等人，2024年）。山茶油是从Camellia种子中提取的，因其脂肪酸组成（不饱和脂肪酸占比超过85%）与橄榄油相似而被称为“东方橄榄油”（Peng等人，2025年；Xin等人，2025年）。山茶油具有多种健康益处，包括降低血压、抗肥胖作用和保肝作用，这些作用归因于其多种生物活性成分（Gao等人，2022年；Guo等人，2020年；Zhou等人，2025年）。尽管山茶油的生物活性已得到广泛研究，但其关键功能成分（如三萜醇）仍知之甚少（Li等人，2025年；Masiala等人，2024年）。三萜醇含有30个碳原子，具有四个或五个三萜环，并在3位含有羟基（Zhang等人，2020年）。近年来研究表明，三萜醇在山茶油中的含量很高（968.37至9075.49毫克/千克），这可能是使其区别于其他植物油的关键生物活性成分（Li等人，2023年）。尽管某些三萜醇单体已被证明具有生物活性，包括抗耳炎和抗结肠炎作用，但山茶油中主要三萜醇的潜在健康益处仍大多未被探索（Fernández等人，2001年；Zhu等人，2016年）。

炎症反应是免疫系统中和病原体威胁并促进组织修复的关键防御机制（Netea等人，2017年；Park等人，2023年）。然而，失调或过度的炎症可能会引起有害的生理后果（Soták等人，2025年）。作为负责病原体识别和宿主防御的哨兵免疫细胞，巨噬细胞在炎症过程的启动和消退中起着关键作用（Guo等人，2024年；Ni等人，2023年；Rodríguez-Morales & Franklin，2023年）。当巨噬细胞受到刺激（例如脂多糖）时，巨噬细胞中的炎症信号通路（如核因子κB（NF-κB）信号通路）的转导会介导复杂的调节机制（Ma等人，2024年；Wang等人，2024年）。越来越多的证据表明，线粒体不仅是细胞的能量中心，还是先天免疫的关键调节器，并在病原体感染期间促进促炎信号的生成（例如活性氧（ROS）和钙离子）（Dominic等人，2021年；Vringer & Tait，2023年）。线粒体是高度动态的细胞器，线粒体动态变化对线粒体功能和细胞炎症的调节至关重要，这由线粒体融合和分裂调控（Ding等人，2024年）。线粒体融合的主要调节因子包括mitofusin 1（MFN1）、mitofusin 2（MFN2）和optic atrophy protein 1（OPA1），而dynamin相关蛋白1（DRP1）是分裂的主要介质（Ye等人，2024年）。线粒体动态平衡的破坏与多种人类疾病有关，包括动脉粥样硬化和乳腺癌（Beg等人，2024年；Rossi等人，2024年）。尽管在线粒体动态研究方面取得了显著进展，但尚未有研究描述炎症过程中巨噬细胞中线粒体融合的时间调节机制。

我们假设Parkeol、ψ-Taraxasterol、Butyrospermol和β-Amyrin（山茶油中的四种主要三萜醇单体）通过增强巨噬细胞的线粒体功能具有抗炎作用。此外，我们提出Parkeol可能通过调节线粒体动态来缓解THP-1和RAW 264.7巨噬细胞的炎症。我们的发现为三萜醇的营养应用提供了新的见解，并阐明了Parkeol作为生物活性功能因子的潜在机制。

材料

材料详见表S1。

细胞培养和处理

THP-1细胞系在含有10% FBS和1%青霉素及链霉素的RPMI-1640培养基中培养，而RAW 264.7细胞系则在添加了10% FBS的DMEM培养基中培养。细胞在37°C、5% CO₂的湿润环境中孵育。收集THP-1细胞后，将其重新悬浮在无血清的RPMI-1640培养基中，然后以7.5×10⁵细胞/孔的密度接种到12孔或96孔板中，并加入12-myristate 13-acetate（PMA，100ng/mL）处理24小时。

三萜醇和山茶油通过NF-κB p65信号通路部分缓解炎症

我们首先使用CCK-8实验评估了Parkeol、ψ-Taraxasterol、Butyrospermol、β-Amyrin和山茶油对THP-1巨噬细胞的细胞毒性。四种三萜醇的化学结构见补充图S1A，四种三萜醇（浓度低于20 μmol/L）和山茶油（浓度低于400 μg/mL）在THP-1巨噬细胞中未显示出显著的细胞毒性（图1A）。此外，它们显著减轻了LPS诱导的细胞活力下降，表明了它们的保护作用

讨论

在本研究中，我们首次发现，在LPS介导的巨噬细胞炎症过程中，线粒体融合蛋白表现出双相调节：在早期（4小时）炎症阶段上调，在后期（24小时）阶段显著下调。此外，Parkeol通过调节MFN2和DRP1的表达，在THP-1和RAW 264.7巨噬细胞中发挥抗炎作用。我们的结果为三萜醇的营养应用提供了新的见解，并阐明了Parkeol作为生物活性功能因子的潜在机制。

CRediT作者贡献声明

李腾：撰写初稿、研究设计、概念构思。张慧：指导、资金获取、概念构思。叶春祺：指导、概念构思。李鹏：研究实施。李梦梦：方法学设计。陈美宇：数据分析。姜秦波：软件支持

未引用参考文献

Li等人，2024年；Li等人，2024年；Wang等人，2024年。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数据可用性

数据可应要求提供。