Atractylenolide I 通过促进自噬和抑制 mTOR 来保护线粒体功能，从而改善急性加重慢性肝衰竭（ACLF）的症状

急性-慢性肝衰竭（ACLF）通过调节mTOR信号、自噬和线粒体功能，苍术素I（AT-1）可改善肝损伤和纤维化。摘要：

　　

丹唐|费托|解晨|林丁|吴玉楠|王若宇

湖南中医药大学第一附属医院肝病科，中国长沙，410007

摘要

急性加重慢性肝衰竭（ACLF）是一种严重的肝脏综合征，其特征是全身性炎症和高死亡率，常伴有自噬功能障碍和线粒体功能障碍。本研究探讨了来自大头蓟的化合物atractylenolide I（AT-1）通过调节哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路、自噬和线粒体完整性来缓解ACLF的潜力。我们假设AT-1可以通过增强自噬和线粒体功能来减轻ACLF引起的肝损伤。我们使用反复注射牛血清和弗氏佐剂诱导的慢性肝损伤模型，结合脂多糖（LPS）和D-半乳糖胺（D-GalN）引起的急性肝损伤，以及LPS诱导的BRL 3 A肝细胞系，来研究AT-1的效果。在体内实验中，AT-1减少了ACLF大鼠的肝纤维化、炎症、坏死以及ALT/AST水平，同时改善了自噬相关蛋白的表达。在体外实验中，AT-1提高了细胞存活率，减少了细胞凋亡，并恢复了自噬通量和线粒体健康。添加mTOR激活剂MHY1485部分逆转了这些有益效果，表明AT-1的保护作用依赖于mTOR的抑制。这些发现表明AT-1可以通过调节自噬和线粒体功能成为治疗ACLF的候选药物。

引言

根据欧洲肝病研究协会-慢性肝衰竭联盟（EASL-CLIF）的定义，急性加重慢性肝衰竭（ACLF）是一种严重的临床综合征，其特征是已有慢性肝病的突然恶化，通常发生在肝硬化或长期肝损伤的患者中，导致严重的全身性炎症、严重的肝功能障碍，并常伴有多器官衰竭[1]。与经典急性肝衰竭不同，ACLF主要影响患有慢性肝病（如病毒性肝炎、酒精相关性肝病或代谢性肝病）的个体，且死亡率较高[2]、[3]、[4]。ACLF的发病机制复杂多因素，涉及免疫细胞的广泛激活、炎症细胞因子（如白细胞介素6（IL-6）、IL-8）的过度释放、免疫失调、氧化应激以及由病原体相关分子模式（PAMPs）和损伤相关分子模式（DAMPs）驱动的肝细胞稳态紊乱[4]、[5]、[6]。ACLF中的全身性炎症被认为是由急性损伤（如感染或酒精相关性肝损伤）或门脉高压导致的肠道通透性增加引起的细菌移位所触发，这些因素激活了先天免疫系统并引发了过度炎症反应[7]、[8]。这种促炎反应加速了肝细胞损伤，破坏了代谢平衡，并导致肝脏以外的器官功能障碍，最终导致进行性肝功能衰竭、门脉高压和多器官衰竭[9]。

在ACLF中，线粒体功能障碍和自噬紊乱都被认为与疾病病理生理有关[10]、[11]、[12]。自噬是一种对维持稳态至关重要的细胞降解途径，有助于清除受损的细胞器和蛋白质聚集体，从而保护处于压力下的细胞[13]。肝病中的自噬障碍会导致功能失调的线粒体和活性氧（ROS）的积累，加剧肝细胞损伤和炎症[14]。特别是，自噬通过一种称为线粒体自噬的过程清除受损或去极化的线粒体，有助于限制外源物质和环境压力引起的氧化损伤[15]。线粒体功能障碍被认为是ACLF的驱动因素，因为线粒体在能量代谢、氧化还原调节和细胞凋亡中起着关键作用[16]、[17]。对急性失代偿性肝硬化患者的高通量代谢组学分析显示，ACLF患者的线粒体脂肪酸β-氧化显著减少，导致氧化磷酸化和三磷酸腺苷（ATP）释放减少[10]。因此，线粒体功能的紊乱会导致氧化应激、炎症和细胞死亡增加[18]，从而降低肝脏对急性损伤的抵抗力，促进ACLF的进展。

大头蓟（Atractylodes macrocephala）的根茎是传统中药白术的主要成分，广泛用于治疗胃肠道疾病，如脾功能失调、食欲不振、腹部胀气、腹泻、头晕和心悸[19]。从大头蓟中提取的活性化合物atractylenolide I（AT-1）被归类为倍半萜内酯衍生物，显示出保护肝功能的潜力[20]、[21]，使其成为治疗ACLF的有希望的候选药物。AT-1通过降低肝毒性、降低血清丙氨酸转氨酶（ALT）和天冬氨酸转氨酶（AST）水平、减少丙二醛（MDA）和谷胱甘肽（GSH）含量、抑制催化酶（CAT）活性以及抑制IL-1β、IL-6、肿瘤坏死因子α（TNF-α）的产生和TLR4/MAPKs/NF-κB通路来缓解小鼠中的对乙酰氨基酚引起的急性肝损伤[22]。同样，在BCG（卡介苗）和脂多糖诱导的免疫肝损伤模型中，AT-1减少了肝炎症，抑制了MDA的合成，增加了GSH-px活性，并防止了炎症介质（包括一氧化氮（NO）、TNF-α和诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的过表达[23]。这些保护作用表明，AT-1可能通过增强自噬和改善线粒体功能来缓解ACLF，从而减轻肝细胞炎症和压力相关损伤。

基于这些发现，本研究假设AT-1可以通过调节参与自噬和线粒体功能的关键细胞通路来改善ACLF的结局。首先在ACLF大鼠模型上研究了AT-1的具体作用。在体内和体外实验之前，使用网络药理学分析预测了AT-1的目标通路。本研究综合探讨了AT-1在减轻ACLF相关肝损伤和线粒体功能障碍中的功能和机制，为其进一步临床应用提供了坚实的基础。

实验部分

动物实验

雄性Sprague-Dawley大鼠（体重130–150克）从SLAC实验动物公司（中国长沙）购买，并随机分为五组（每组6只）：对照组、ACLF组、AT-1组、AT-1+二甲基亚砜（DMSO）组和AT-1+MHY1485组。ACLF模型通过在第0天、14天、24天和34天皮下注射0.5毫升含弗氏不完全佐剂（8毫克/毫升）的牛血清来诱导。随后每周两次通过尾静脉注射400微升牛血清生理盐水溶液，持续六周

接受AT-1治疗的ACLF大鼠模型中的组织病理学和生化标志物

为了研究AT-1对ACLF的具体作用，构建了大鼠模型并按描述方法给予AT-1治疗。与对照组相比，ACLF大鼠表现出明显的肝纤维化、广泛的假小叶形成、肝细胞紊乱和严重坏死。此外，还观察到广泛的炎症细胞浸润、窦状血管扩张和出血，部分肝组织出现大面积或亚大范围的坏死。相比之下，接受AT-1治疗的ACLF大鼠...

讨论

ACLF的特点是严重的肝功能障碍和高死亡率，需要有效的治疗来减轻肝损伤并支持恢复。本研究的目的是探讨AT-1对ACLF的治疗效果，重点关注其对mTOR信号通路、自噬和线粒体功能的调节作用。AT-1治疗显著改善了ACLF大鼠的肝病理，减少了纤维化、坏死、炎症浸润以及血清ALT、AST、IL-6和IL-10的水平。

伦理批准

动物护理和使用指南得到了湖南中医药大学第一附属医院的机构动物护理和使用委员会的批准（批准编号：202409085）。

ARRIVE声明

本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）2.0指南进行，以确保动物研究的透明和全面报告。

资助

本研究得到了国家自然科学基金（82575011）、湖南省自然科学基金（2024JJ5314和2026JJ60303）、湖南省卫生健康委员会科学研究项目（20233447）、院士工作站指导项目（22YS002）以及湖南省教育厅重点项目（23 A0305）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

无。