10月24日,中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院(人口健康領(lǐng)域)營(yíng)養(yǎng)科學(xué)研究所李于研究組的最新研究成果,以Berberine Attenuates Hepatic Steatosis and Enhances Energy Expenditure in Mice by Inducing Autophagy and Fibroblast Growth Factor 21為題,在線發(fā)表在《英國(guó)藥理學(xué)雜志》(British Journal of Pharmacology)上。該研究分別從誘導(dǎo)自噬和上調(diào)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21(Fibroblast Growth Factor 21,F(xiàn)GF21)兩個(gè)方面,揭示了沉默信息調(diào)節(jié)蛋白1(silent information regulator1,SIRT1)在小檗堿(berberine)緩解肝臟脂肪沉積和增加機(jī)體能耗作用中的重要調(diào)節(jié)地位。
小檗堿從中藥黃連里提取所得,無(wú)論是從臨床脂肪肝患者的角度分析,還是在生理及分子的基礎(chǔ)研究層面,多項(xiàng)結(jié)果已表明小檗堿具有減輕肝細(xì)胞脂質(zhì)沉積的作用。但其改善肝脂沉積這一現(xiàn)象背后的潛在機(jī)制,仍有很多未知值得探索。自噬是細(xì)胞通過溶酶體降解細(xì)胞內(nèi)容物的過程,通過自噬途徑降解脂滴的過程特異性地稱作脂質(zhì)自噬。SIRT1對(duì)肝臟脂質(zhì)代謝平衡的維持至關(guān)重要,它可以通過誘導(dǎo)FGF21減輕肝臟脂質(zhì)變和增強(qiáng)機(jī)體能耗水平。SIRT1是否參與小檗堿改善肝脂代謝紊亂的過程,其重要性及具體分子機(jī)制仍未有文獻(xiàn)報(bào)道。
李于課題組與復(fù)旦大學(xué)中山醫(yī)院高鑫課題組合作,通過深入的體內(nèi)和體外研究發(fā)現(xiàn),小檗堿可有效增強(qiáng)肝細(xì)胞中的自噬水平,明顯改善高脂高蔗糖飲食(high-fat high-sucrose diet, HFHS)誘導(dǎo)下肝臟脂質(zhì)變程度。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),小檗堿誘導(dǎo)肝細(xì)胞自噬的作用一定程度上介導(dǎo)了該藥物抑制肝脂沉積作用的發(fā)揮。在SIRT1肝臟特異性敲除(SIRT1 liver specific knockout, SIRT1 LKO)小鼠模型中小檗堿緩解高脂誘導(dǎo)的肝臟脂質(zhì)蓄積作用和誘導(dǎo)自噬的作用均被阻斷,證明了SIRT1在小檗堿增強(qiáng)自噬和抑制肝脂蓄積作用中的重要性。研究還發(fā)現(xiàn),小檗堿可以提高SIRT1去乙?;傅幕钚?,從而促進(jìn)自噬相關(guān)蛋白5(autophagy related protein 5,Atg5)發(fā)生去乙?;淖儭4送?,該研究表明小檗堿可促進(jìn)肝臟生成和分泌FGF21,增加機(jī)體能量消耗水平,SIRT1同樣也在一定程度上參與介導(dǎo)了小檗堿的這一作用,闡明了SIRT1在小檗堿改善機(jī)體代謝水平中的重要地位。鑒于FGF21具有調(diào)節(jié)白色脂肪棕色化的作用,小檗堿在促進(jìn)肝臟生成和分泌FGF21的同時(shí),脂肪組織中與棕色化和產(chǎn)熱相關(guān)基因UCP1、PRDM16、DIO2的表達(dá)水平發(fā)生明顯上調(diào),表明小檗堿可能通過激活FGF21信號(hào)通路來增加脂肪組織產(chǎn)熱,增加機(jī)體能耗,達(dá)到體重減輕的效果。
該研究表明:(1)小檗堿可以通過增加自噬水平來抑制小鼠肝細(xì)胞脂質(zhì)變;(2)小檗堿誘導(dǎo)自噬的作用一定程度上依賴于SIRT1;(3)小檗堿通過SIRT1刺激肝細(xì)胞FGF21的表達(dá);(4)SIRT1是小檗堿改善肝脂代謝紊亂過程中的關(guān)鍵要素。小檗堿具有阻斷高熱卡飲食所引起的肝臟脂質(zhì)變和肥胖的作用,該研究為此藥物改善代謝紊亂的作用提供了新的理論依據(jù)。
該研究合作單位包括復(fù)旦大學(xué)中山醫(yī)院、溫州醫(yī)科大學(xué)、美國(guó)路易斯維爾大學(xué)等國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)。該課題得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院和科技部的支持。
SIRT1介導(dǎo)小檗堿改善飲食誘導(dǎo)胰島素抵抗模型小鼠肥胖和肝臟脂質(zhì)變的作用機(jī)制示意圖
小檗堿通過肝臟SIRT1發(fā)揮其增強(qiáng)自噬的作用,進(jìn)而下調(diào)肝細(xì)胞中脂質(zhì)沉積水平,改善脂肪肝。小檗堿-SIRT1-FGF21作用軸的激活或許可以成為通過促進(jìn)脂肪組織棕色化和增強(qiáng)能耗來治療肥胖的新途徑。
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