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Commun Biol (1区) I 小花清风藤新化合物 Sabinineoside B 靶向 PPARα 改善代谢相关脂肪性肝病(江西中医药大学李志峰...

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2026年4月21日,江西中医药大学李志峰王琦及复旦大学药学院陈道峰团队在Communications Biology(中科院1区,IF=5.1)预发表题为 “Sabinineoside B alleviates metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease by targeting PPARα” 的研究论文。


该研究从传统中药小花清风藤(Sabia parviflora)中分离得到一种新的菲类生物碱苷化合物Sabinineoside B(H4),并系统揭示其改善代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)的药效基础和分子机制。MASLD 过去被称为非酒精性脂肪性肝病(NAFLD),是当前全球常见的慢性肝病之一,其核心病理特征包括肝脏脂质异常沉积、脂毒性损伤、氧化应激和代谢紊乱。现有治疗手段仍较有限,因此寻找安全有效、机制明确的新型干预分子具有重要意义。

本研究通过建立高脂饮食诱导的 MASLD 小鼠模型,发现 Sabinineoside B 能显著降低小鼠体重,改善肝组织脂滴沉积和肝细胞损伤,并调节血脂、肝功能及氧化应激相关指标,提示其具有明确的保肝和降脂活性。进一步结合代谢组学、蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析,研究团队发现 Sabinineoside B 的作用主要集中于 PPAR 信号通路、不饱和脂肪酸生物合成、胆汁分泌和过氧化物酶体通路,并与脂肪酸氧化、胆汁酸代谢和能量代谢密切相关。

机制研究显示,Sabinineoside B 可上调 PPARα、FXR、CPT1A、CPT2、EHHADH、CYP7A1、AKR1D1 和 ABCB11 等脂质代谢及胆汁酸代谢相关蛋白,同时降低 PLTP、PLIN2、ABCG8 等促脂质蓄积相关蛋白表达,从而促进脂肪酸氧化、改善胆汁酸代谢并减少肝脏脂质负荷。在 HepG2 高脂细胞模型中,Sabinineoside B 同样能够降低细胞内甘油三酯水平和脂滴积累,进一步验证了其细胞水平的降脂作用。

值得注意的是,研究团队通过分子对接、500 ns 分子动力学模拟、pull-down、CETSA、DARTS 和双荧光素酶报告实验等多种手段证实,Sabinineoside B 可直接结合 PPARα 蛋白,并表现出相对选择性。siRNA 敲低 PPARα 后,Sabinineoside B 对脂滴积累、甘油三酯水平以及 PPARα 下游脂质代谢蛋白的调控作用明显减弱,说明其改善 MASLD 的关键机制依赖于 PPARα 激活。

此外,研究还初步评价了 Sabinineoside B 的药代动力学急性毒性。结果显示,该化合物在一定剂量范围内呈剂量依赖性药代动力学特征,急性给药后未观察到明显死亡或主要器官病理异常。不过,其口服绝对生物利用度较低,提示后续仍需通过制剂优化或结构改造提升体内暴露水平。

总体来看,该研究不仅发现了来源于小花清风藤的新型活性天然产物 Sabinineoside B,也明确提出其通过靶向 PPARα—脂质代谢—胆汁酸代谢轴 改善 MASLD 的作用模式。该成果为天然产物干预 MASLD 提供了新的候选分子和实验依据,也进一步强调了 PPARα 作为 MASLD 治疗靶点的开发价值。

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摘要

随着代谢功能障碍相关脂肪性肝病(metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD)患病率不断上升,开发针对该疾病的新型药物尤为迫切。Sabinineoside B是一种从传统中药小花清风藤(Sabia parviflora)中分离得到的新型菲类生物碱苷类化合物。

本研究通过建立高脂饮食小鼠模型,并整合代谢组学蛋白质组学磷酸化蛋白质组学分析,阐明了 Sabinineoside B 治疗 MASLD 的药效及作用机制,同时对其药代动力学和安全性进行了初步评价。

本研究采用分子对接、分子动力学模拟、药物亲和反应靶标稳定性实验(DARTS)、细胞热转移实验(CETSA)、pull-down、双荧光素酶报告基因实验以及 siRNA 技术,验证 Sabinineoside B 与关键靶标之间的结合关系。结果表明,Sabinineoside B 能显著减少高脂饮食小鼠的脂质沉积和肝损伤。整合多组学分析和 Western blot 实验显示,Sabinineoside B 通过调节 PPARα 信号通路调控脂质代谢并发挥降脂作用。敲低 PPARα 会削弱 Sabinineoside B 对降脂通路的调控作用,提示 Sabinineoside B 发挥降脂活性的分子机制可能是通过靶向 PPARα 实现的。

关键词:新化合物;MASLD;多组学;siPPARα;脂质代谢


01

研究背景及科学问题

代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD),既往称为非酒精性脂肪性肝病(NAFLD),是全球范围内高度流行的肝脏疾病,也是导致肝硬化和肝癌的重要因素。除健康生活方式和减重外,MASLD 的预防和治疗还需要寻找用于识别高危人群的诊断及预后生物标志物,并开发有效药物。

目前研究认为,MASLD 的恶化与异常的异位脂质沉积密切相关。体内过量脂肪储存会导致组织和器官内分泌功能改变。异位脂肪积累参与脂毒性代谢应激的发生,随后引起肝脏、骨骼肌等器官的代谢受损和轻度炎症。在这一背景下,过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)作为存在于肝脏骨骼肌脂肪组织中的核激素受体,主要受脂肪酸及其代谢物刺激。PPAR 家族包括PPARα、PPARγ 和 PPARβ/δ三种亚型,可通过 PPAR 信号通路积极调节 MASLD 相关的多种紊乱生物过程,包括炎症、脂质和葡萄糖代谢以及整体能量稳态。

此外,胆汁酸已被发现能够调节肝脏稳态。法尼醇 X 受体(FXR)和维生素 D 受体等胆汁酸受体的发现,使人们进一步认识到胆汁酸相关通路参与肝病及胆汁淤积以外疾病,例如 MASLD 的发生发展。目前正在开发的 MASLD 治疗药物主要靶向四类通路。减少肝脏脂肪蓄积及其导致的代谢应激,被认为是治疗 MASLD 最关键的途径。例如,elafibranorsaroglitazar分别作为 PPARα/δ 和 PPARα/γ 双重激动剂,能够通过 PPAR 信号通路调控 PPARs 的活性。

小花清风藤(Sabia parviflora Wall. ex Roxb., SP)为清风藤科双子叶植物,分布于中国广西、贵州和云南,自古以来在临床上用于治疗黄疸和肝炎。目前已从 SP 及其同属植物的全草、根皮、茎和叶中提取得到生物碱、五环三萜、黄酮、苯丙素类等化学成分。通过对 SP 及其化学成分的研究,人们发现了其保肝作用

本研究团队首次从 SP 中分离得到一种新化合物 Sabinineoside B,简称 H4。该化合物为菲类生物碱苷类化合物,相关内容已获得专利保护。生物碱是清风藤科植物的主要活性成分。研究团队通过核磁共振(NMR)和质谱分析确认了该化合物结构。

因此,本研究旨在探讨 H4 对 MASLD 的药效,以及 PPARα 信号在 H4 调控 MASLD 过程中的作用。结果显示,H4 能减少肝脏脂质积累。尤其是,H4 可通过与 PPARα 直接结合缓解 MASLD 进展,提示其作为治疗 MASLD 的天然产物具有潜在应用价值。

02

重要发现及亮点

新化合物 Sabinineoside B 的结构表征(图 1A)

本研究从小花清风藤中分离得到 2.4 g 新型菲类生物碱苷化合物 H4(图 1A),并对其结构进行了分析。DAPG,又称 H4,为黄色粉末。HR-ESI-MS 显示其分子离子峰 m/z 为 444.2010([M + H]+,C24H29NO7 理论值 444.2015),确定其分子式为 C24H29NO7。

H4 的 ¹H NMR 谱显示出两个相邻亚甲基信号,以及四个复杂偶合的芳香质子信号。其中 δH 9.84 为菲类生物碱 C-5 位质子的特征性低场信号。葡萄糖端基质子信号为 4.87(1H, d, J = 7.98 Hz),提示其为 β 构型。¹³C-NMR 谱显示 24 个碳信号,包括两个甲基碳、两个亚甲基碳、14 个芳香碳和 6 个葡萄糖碳。14 个芳香碳信号确认其具有菲骨架。

C-3 位化学位移向低场移动,提示羟基连接于 C-3。HMBC 谱显示 δH 2.27(s, 6H)与 δC 60.7(C-12)相关,提示存在 -CH2-CH2-N-(CH3)2 结构。端基质子信号 4.87 与 C-4 相关,提示葡萄糖连接于 C-4。H-11 的氢信号与 C-1、C-2 和 C-10a 相关,提示含氮基团连接于 C-1。结合 HMBC、HSQC 等二维 NMR 数据,最终确定该化合物结构为 1-[2-(dimethylamino) ethyl]-3,4-phenanthrenediol-4-O-β-D-glucose,并命名为 H4。其 UV(MeOH)λmax 为 254.2 nm。



图 1. H4 可改善高脂饮食诱导的小鼠肝脂肪变性

(A) 新化合物 H4 的化学结构,以及获取代谢谱和多组学数据的工作流程示意图。
(B) 小鼠实验分组。
(C) H4 对高脂饮食喂养小鼠体重的影响。结果以平均值 ± 标准差表示(n = 8)。
(D) 对肝组织进行 H&E 染色(n = 8)和油红 O 染色(n = 8)。在光学显微镜下进行组织病理学分析(10× 和 40× 放大倍数)。
(E) H4 对高脂饮食小鼠血清 AST、ALT、ALP、LDH、GGT、TC、TG、HDL-c、LDL-c,以及肝脏 MDA、SOD、GSH 水平的影响。结果以平均值 ± 标准差表示(n = 8)。
*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001,与 HFD 组相比。p < 0.05 表示差异具有统计学意义;ns 表示无显著性差异。


Sabinineoside B 减轻高脂饮食诱导的小鼠肝损伤和氧化应激(图 1B–E)

本研究按照图 1B 所示方案,探讨新化合物 H4 缓解 MASLD 的作用及机制。如图 1C 所示,与对照组小鼠相比,高脂饮食组小鼠体重显著升高。与高脂饮食组相比,H4 低、中、高剂量组(3、10 和 30 mg/kg/day)以及非诺贝特组(60 mg/kg/day)小鼠体重均显著降低。

同时,H&E 染色和油红 O 染色结果显示,H4 显著改善了高脂饮食小鼠肝细胞中的空泡样脂滴和肝索排列紊乱(图 1D)。这一结果也得到血清 TC、LDL-c、HDL-c 和 TG 等生化指标变化的支持(图 1E)。此外,H4 显著改善了高脂饮食小鼠血清 AST、ALT、ALP、LDH、GGT 以及肝脏 MDA、SOD 和 GSH 水平(图 1E)。这些结果表明,H4 能够缓解高脂饮食小鼠肝脏脂质积累。


Sabinineoside B 处理对高脂饮食小鼠肝脏代谢物的影响(图 2A–F)

为全面考察 H4 对肝脏代谢物的影响,本研究开展了肝脏代谢组学分析。主成分分析、样本相关性分析、MCC 分析、PLS-DA 模型和 OPLS-DA 模型检测结果显示,对照组、高脂饮食组和 H4 组之间存在统计学差异(图 2A–C,补充图 2,补充表 2)。


图 2. H4(30 mg/kg)对高脂饮食小鼠代谢物影响的代谢组学分析

(A) PCA 得分图,包括 Ctrl、HFD 和 H4 组在不同 ESI 模式下的结果。
(B) Ctrl、HFD 和 H4 组之间 OPLS-DA 得分比较,并通过置换检验(200 次置换)对相应 OPLS-DA 模型进行统计验证。
(C) Ctrl、HFD 和 H4 组之间 PLS-DA 得分比较,并通过置换检验(200 次置换)对相应 PLS-DA 模型进行统计验证。
(D) 差异代谢物(DMs)分布的维恩图。不同组合共有和特异的差异代谢物数量分别显示在重叠区域和非重叠区域。
(E) 各类代谢物数量占所有差异代谢物比例的饼图。根据差异代谢物类别绘制热图,红色表示水平较高,蓝色表示水平较低。
(F) 两组比较(HFD vs. Ctrl 和 H4 vs. HFD)中脂质和脂肪酸浓度显著变化的热图。

总体来看,高脂饮食小鼠肝脏中多类代谢物发生明显变化,包括有机酸及其衍生物、脂质及脂质样分子、核苷、核苷酸及其类似物等。H4 处理后检测到的脂质和脂肪酸占比为 17.00%,其中脂酰类占 11.34%(图 2D)。

肝组织代谢组学分析显示,高脂饮食组与对照组之间共有 86 个差异代谢物,其中 43 个上调、43 个下调。H4 干预后的高脂饮食组与高脂饮食组之间共有 66 个差异代谢物,其中 20 个上调、46 个下调。两组比较中共有 41 个共同差异代谢物,包括鹅脱氧胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸、2E-二十碳烯酸、α-亚麻酸、脱氧胆酸、二十碳五烯酸、1-硬脂酰-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱和牛磺胆酸等脂肪酸、脂质和胆汁酸代谢物。热图结果显示,H4 可显著逆转脂质代谢相关代谢物水平(图 2F)。这些结果表明,H4 能调节 MASLD 小鼠肝脏代谢物变化。


Sabinineoside B 处理对高脂饮食小鼠肝脏蛋白和磷酸化蛋白水平的影响(图 3A–B,补充图 3,补充表 4–5)

蛋白质组学数据显示,高脂饮食组与对照组之间存在 1201 个差异蛋白,H4 组与高脂饮食组之间存在 875 个差异蛋白(补充表 4)。磷酸化蛋白质组学数据共识别出 2911 个磷酸化蛋白、7608 条磷酸化肽和 8876 个磷酸化位点。分析结果表明,本研究用于后续分析的蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学数据质量良好(补充图 3A–C)。


图 3. H4 对高脂饮食小鼠蛋白质组和磷酸化蛋白质组影响的分析

(A) 两个比较组(HFD vs. Ctrl 和 H4 vs. HFD)中蛋白质组和磷酸化蛋白质组差异蛋白(DPs)亚细胞定位的柱状图。
(B) 对全部鉴定到的 5374 个蛋白和 7608 条磷酸化肽进行层次聚类分析的热图,其中包括组间无显著差异的蛋白和修饰肽(一元方差分析)。红色表示水平较高,蓝色表示水平较低。
(C) 根据差异蛋白和差异修饰蛋白(DMPs)的 FC 值绘制热图,反映蛋白水平及其磷酸化修饰水平的一致性。“P”表示蛋白,“PP”表示与修饰肽对应的蛋白。
(D) 两个比较组(HFD vs. Ctrl 和 H4 vs. HFD)中总蛋白质组与磷酸化蛋白质组的散点图。横坐标 FC_P 表示蛋白的倍数变化值;纵坐标 FC_MP 表示修饰肽对应蛋白的倍数变化值。灰色点表示差异不显著的蛋白(p > 0.01)。图中标注了值得关注的蛋白。
(E) 参与五条最显著 KEGG 通路的差异蛋白 PPI 网络图。圆形节点表示差异蛋白,连线表示蛋白—蛋白相互作用。圆形颜色表示差异蛋白表达情况(蓝色表示下调,红色表示上调),圆形大小表示该蛋白的连接度。连接度更高的蛋白可能对维持系统稳态和稳定性更为关键。

亚细胞定位分析显示,大多数差异蛋白定位于细胞质、线粒体、质膜和细胞核,尤其是在 H4 组与高脂饮食组的比较中更为明显(图 3A)。这提示大量差异蛋白主要分布于细胞核和细胞质中。图 3B 展示了所有鉴定到的 5374 个蛋白和 7608 条磷酸化肽。火山图显示,H4 可显著回调高脂饮食导致的蛋白和磷酸化蛋白水平变化(补充图 3D)。

本研究进一步仅纳入可被 H4 显著逆转的高脂饮食诱导差异蛋白或差异修饰蛋白进行后续分析。为验证 TMT 结果,研究者采用 PRM 对 18 个候选蛋白进行定量分析(补充表 5)。尽管 CPT1A、CD36、HMGCS1、ACOX1 和 FADS2 的 PRM 结果未显示显著差异,但其在两组比较中的调控趋势与 TMT 结果一致。PLIN2 和 SLC22A7 在三个重复样本中未被检测到。其余 13 个蛋白,包括 CYP4A14、ME1、HMGCS2、ACAA1B、CYP4A10、ACAA1A、ABP1、DBI、FABP2、EHHADH、CSAD 和 ACOX1 等,其变化趋势与 TMT 结果一致。综上,PRM 结果证实了 TMT 实验数据的可靠性,支持其用于进一步分析。


Sabinineoside B 对差异代谢物、差异蛋白和差异磷酸化蛋白生物信息学特征的影响(图 3C–E,图 4A–H)

为识别本研究中的枢纽蛋白,研究者对定量蛋白和基序蛋白进行关联分析,并在 HFD vs Ctrl 和 H4 vs HFD 数据集中分别获得 1940 组相关蛋白。热图结果显示,大多数相关蛋白的表达水平及其磷酸化修饰呈相同变化趋势(图 3C)。

研究者根据差异倍数、蛋白表达是否显著以及关注的差异蛋白绘制图 3D,并识别出 EHHADH、ACOT1 和 ACAA1B 等关键差异蛋白。在相互作用蛋白中(图 3E),ABCB11、ACOX1、AKR1D1、ACOT1、FASN、ACAA1A/B、EHHADH、CSAD 和 PLIN2 等蛋白在 H4 组与高脂饮食组之间发生显著改变。这些蛋白在脂质代谢、胆汁酸代谢和能量代谢等生物过程中发挥重要作用。

研究者对所有差异蛋白和差异修饰蛋白进行了火山图分析(补充图 3D),并分别从 BP、CC 和 MF 中选择富集差异蛋白和差异修饰蛋白最多的 15 条通路(补充图 3E)。此外,还对差异蛋白和差异代谢物进行了 Pearson 相关性分析和层次聚类分析(补充图 3F、3G),进一步基于识别出的差异蛋白、差异代谢物和差异修饰蛋白开展通路富集分析。

所有 KEGG 通路统计结果显示,相关通路主要富集于 PPAR 信号通路、不饱和脂肪酸生物合成、胆汁分泌和过氧化物酶体通路(图 4A)。进一步对富集的差异代谢物和差异蛋白进行联合网络富集分析(图 4B)发现,两者之间联系紧密。主要差异蛋白包括 CD36、ACOX1、FADS2、FABP1、CPT1A、CPT2、CYP4A11、PLIN2、HMGCS1/2、SLC27A5、HSPA1B、ABCG5、ABCG8、ABCB11、CYP7A1、AKR1D1、ME1、AKR1C2、CYP7B1、AKR1C1、ACAA1A、HSD17B4、SLC22A7 和 ABCC3 等;主要差异代谢物包括胆酸、肉豆蔻酸、十二烷酸、二十碳五烯酸、亚麻酸、辛酸、油酸和花生四烯酸等。


图 4. 多组学数据的生物信息学分析

(A) “HFD vs. Ctrl”和“H4 vs. HFD”中显著富集的前 10 条 KEGG 通路。高亮通路为研究关注的显著富集通路。Y 轴表示 KEGG 通路,X 轴表示 rich factor,即差异代谢物、差异蛋白和差异修饰蛋白数量占该通路总注释数量的比例。低 p 值(p < 0.05)用红色圆圈表示,高 p 值(p > 0.05)用白色圆圈表示。圆圈面积表示差异代谢物、差异蛋白和差异修饰蛋白的数量。
(B) 基于 KEGG 数据库的所有差异代谢物和差异蛋白网络分析。
(C) 代谢物(甘油磷脂和脂肪酰类)相对变化趋势的箱线图。“*”表示组间代谢物差异的显著性水平(*p < 0.05,**p < 0.01,**p < 0.001)。
(D) PPAR 信号通路和 β-氧化过程的简化模型。矩形表示差异蛋白(红色字体表示关注蛋白并以粗体显示);椭圆表示蛋白磷酸化位点(最高位点概率);填充颜色深浅由 log2FC 值大小决定(灰色表示未检测到该蛋白)。
(E) 对参与 PPAR 信号通路的差异蛋白和差异代谢物进行 Pearson 相关性分析。热图中每一行表示一个显著差异代谢物,每一列表示一个显著差异蛋白。每个网格包含两类信息:相关系数 r 和 p 值。相关系数 r 用颜色表示:r > 0.8 表示正相关,用红色表示;r < 0.8 表示负相关,用蓝色表示;黄色表示 |r| < 0.8。p 值反映相关性的显著性水平,p < 0.05 用 * 表示。
(F) 代谢物(类固醇及其衍生物)相对变化趋势的箱线图。“”表示组间代谢物差异的显著性水平(*p < 0.05)。
(G) 小鼠初级胆汁酸生物合成过程的简化模型。矩形表示差异蛋白(红色字体表示关注蛋白);椭圆表示蛋白磷酸化位点(最高位点概率);填充颜色深浅由 log2FC 值大小决定(灰色表示未检测到该蛋白)。
(H) 对参与初级胆汁酸生物合成和分泌的差异蛋白及差异代谢物进行 Pearson 相关性分析。热图中每一行表示一个显著差异代谢物,每一列表示一个显著差异蛋白。每个网格包含相关系数 r 和 p 值两类信息。相关系数 r 用颜色表示:r > 0.8 表示正相关,用红色表示;r < 0.8 表示负相关,用蓝色表示;黄色表示 |r| < 0.8。p 值反映相关性的显著性水平,p < 0.05 用 * 表示。

进一步分析显示,H4 显著降低甘油磷脂和脂酰基等脂质相关代谢物水平(图 4C)。研究者聚焦 PPAR 信号通路,并对与脂肪酸代谢相关的富集代谢物和蛋白进行综合分析。结果显示,H4 显著降低 PLTP、ACOX1、ACAA1A、ACAA1B 和 SCP2 表达,而对 CD36、FABP1、CD38 和 DBI 等蛋白影响有限(图 4D)。此外,研究者对脂质和脂肪酸代谢物及其在 PPAR 信号通路中的相关蛋白进行相关性分析(图 4E),结果显示,H4 对高脂饮食诱导的小鼠肝脏脂质代谢通路中 ACSL3、ACSL4 等相关蛋白水平具有一定调控作用。

同时,对富集的 PPAR 信号通路和胆汁酸生物合成通路进一步分析发现,H4 显著恢复胆汁酸代谢物水平(图 4F),并明显调控整个通路中相关蛋白表达,如 PPARα、FXR、CYP7A1、CYP7B1、AKR1D1、ABCG8 和 ABCB11(图 4G)。这些发现与胆汁酸生物合成通路中代谢物和蛋白相关性分析结果一致(图 4H)。


Sabinineoside B 对 MASLD 小鼠肝脏 PPAR 信号通路的影响(图 5A–B)

为阐明 H4 缓解 MASLD 的机制,并验证组学富集分析所识别的信号通路,研究者采用 q-PCR 测定预测蛋白编码基因的表达水平,并通过 Western blot 分析关键蛋白。

结果显示,H4 显著上调 FXR、SHP、CYP7A1、EHHADH、CPT1A、ACADM、CYP4A10 和 CYP4A14 的 mRNA 表达,同时下调 SREBP-1C 和 CD36 的 mRNA 水平。在蛋白水平上,H4 明显升高 PPARα、FXR、CPT1A、CPT2、EHHADH、CYP27A1、LXRα、CYP8B1、CYP7A1、AKR1D1 和 ABCB11 表达,同时显著降低 CYP7B1、ABCG8、PLTP 和 PLIN2 表达(图 5A、5B)。


图 5. H4 通过调控 PPAR 信号通路相关蛋白缓解小鼠 MASLD

(A) 采用 q-PCR 检测不同组中 FXR、SHP、SREBP-1C、CYP7A1、CD36、EHHADH、CYP8B1、ACADM、CYP4A10、CYP4A14、CPT1A 和 ABCG8 的表达水平。
*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001,与 HFD 组相比。p < 0.05 表示差异具有统计学意义;n.s. 表示无显著性差异。
(B) 采用 Western blot 检测不同组中 PPARα、PLTP、PLIN2、CYP7A1、FXR、AKR1D1、CYP7B1、ABCB11、ABCG8、CPT1A、CPT2、EHHADH、CYP27A1、LXRα 和 CYP8B1 的表达水平。结果以平均值 ± 标准差表示(n = 8)。
*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001,与 HFD 组相比。p < 0.05 表示差异具有统计学意义;n.s. 表示无显著性差异。

这些结果表明,H4 可通过 PPAR 信号通路调控脂质代谢,从而改善高脂饮食诱导的 MASLD。基于这些结果,研究者推测 H4 的靶标可能是 PPAR 信号通路中的关键上游蛋白。


Sabinineoside B 通过调节 PPAR 信号通路减少 HepG2 细胞脂质积累(图 6A–E)

为探究 H4 缓解 MASLD 的作用靶点,研究者采用 CCK-8 实验确定不影响 HepG2 细胞活力的 H4 和 PA/OA 最佳浓度。结果显示,PA/OA 组在 1200 μM 时表现出显著毒性;相比之下,H4 在 200 μM 以下无明显毒性(图 6A)。


图 6. H4 减少 PA 和 OA 刺激的 HepG2 细胞中的脂质积累

(A) PA/OA 和 H4 对 HepG2 细胞的细胞毒性。
(B) HepG2 细胞经 PA 和 OA 处理 24 小时后,H4(20、40 和 80 μM)处理下的 TG 含量检测。
(C) 指定组别 HepG2 细胞的代表性油红 O 染色图像,放大倍数为 40×。
(D) PA 和 OA 诱导的 HepG2 高脂细胞模型中,PPARα、CPT1A、LXRα、FASN、PLTP、PLIN2 和 SREBP-1C 的 mRNA 表达结果。结果以平均值 ± 标准差表示。
*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001,与 HFD 组相比。p < 0.05 表示差异具有统计学意义;n.s. 表示无显著性差异。
(E) 采用 Western blot 检测不同组中 PPARα、CYP7A1、FXR、CPT1A、LXRα、FASN 和 CYP8B1 的表达水平。结果以平均值 ± 标准差表示。
*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001,与 HFD 组相比。p < 0.05 表示差异具有统计学意义;n.s. 表示无显著性差异。

H4 能显著降低 PA/OA 诱导的高脂细胞中甘油三酯水平(图 6B)。油红 O 染色结果显示,H4 可减少细胞内脂滴积累(图 6C)。q-PCR 分析表明,H4 显著上调脂质代谢相关基因,如 CPT1A 和 LXRα 的 mRNA 表达,同时降低脂肪酸合成相关基因 FASN、脂质转运相关基因 PLTP 以及脂肪细胞分化相关基因 PLIN2 的表达(图 6D)。

与此同时,Western blot 分析显示,H4 显著调控 PPARα 下游脂质相关蛋白,包括 CPT1A、LXRα、CYP7A1、CYP8B1、FXR 和 FASN 的表达水平(图 6E)。


Sabinineoside B 可直接结合 PPARα 蛋白(图 7A–S)

确定小分子靶标对于阐明其作用机制至关重要。分子对接结果显示,H4 配体能够稳定结合于 PPARα 激动剂结合口袋中,并表现出良好的空间互补性(图 7A)。在最佳结合构象中,H4 通过形成两个关键氢键与受体残基 THR-279 和 TYR-334 相互作用。THR-279 位于结合口袋下方的 α 螺旋区域,TYR-334 位于结合口袋侧壁,两者为配体提供关键的方向定位和稳定作用。


图 7. H4 直接与 PPARα 相互作用并激活 PPARα

(A) 分子对接预测 H4 与 PPARα 的结合。
(B–O) 分子动力学模拟结果,包括 RMSD(B)、SASA(C)、氢键数量(D)、RMSF(E)、Rg(F)、结合能(G)、配体与关键残基 ALA-333 和 TYR-334 之间距离随时间的变化(H)、配体与三类二级结构区域(Alpha-up、Alpha-down 和 Beta)质心距离的时间演化(I)、自由能景观(FEL)分析(J 和 K)、代表性构象(L),以及各能量谷中的代表性构象(M、N 和 O)。
(P) 使用 H4 进行 EAS6B 磁珠 pull-down 样品的 Western blot 分析。
(Q) CETSA 分析 H4 对 PPARα 热稳定性的影响。
(R) DARTS 分析 H4 对 PPARα 酶稳定性的影响。
(S) 双荧光素酶报告实验评估不同浓度 H4 对 PPARα 转录活性的激活作用。
(P–S) 每组 n = 3。数据以平均值 ± 标准差表示。*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001;“ns”表示无显著性差异。

进一步结构分析显示,H4 的结合受到三个二级结构元件的协同限制和促进。Alpha-down 区域从下方支撑配体并参与氢键网络形成;Alpha-up 区域从上方覆盖结合口袋,限制并稳定配体构象;Beta 区域形成结合口袋的一侧边界,并与配体发生紧密的疏水和空间接触。这种由 Alpha-up、Alpha-down 和 Beta 结构元件共同限制的结合模式,为 H4 稳定结合于 PPARα 激动剂口袋提供了结构基础。

分子动力学模拟结果显示,该体系在最初 50–80 ns 内发生构象调整并迅速收敛。在随后 500 ns 模拟过程中,均方根偏差(RMSD)稳定在约 2.0 Å,表明 PPARα-H4 对接复合物整体构象稳定(图 7B)。相应地,溶剂可及表面积(SASA)在模拟过程中保持相对稳定,未出现显著结构暴露或塌陷,进一步支持体系构象稳定性(图 7C)。

氢键分析显示,初始阶段配体和受体之间主要形成两个稳定氢键;随后在短时间尺度上短暂形成第三个氢键,但该氢键缺乏长期稳定性,并在约 200 ns 前恢复为以两个主要氢键为主的结合模式(图 7D)。这提示氢键数量波动反映的是结合口袋内的细微构象调整,而非配体结合模式的根本改变。

RMSF 分析显示,多数残基波动幅度较低,仅部分环区和蛋白末端表现出较高灵活性;与配体结合相关的口袋区域整体保持高度刚性,有利于配体稳定结合(图 7E)。回转半径(Rg)在整个模拟过程中仅出现轻微波动,表明蛋白整体紧密性保持良好(图 7F)。

基于 gmx_MMPBSA 模块的能量分解分析显示,多个疏水口袋残基,如 MET-220、VAL-255、ILE-339 和 VAL-312,对结合自由能贡献较大,提示疏水相互作用是 H4 稳定结合的主要驱动力(图 7G)。相比之下,ALA-333 和 TYR-334 形成的氢键对总结合自由能贡献较小,其作用更可能在于引导和局部稳定结合构象,而非作为主要能量贡献因素。

配体与关键残基 ALA-333 和 TYR-334 之间的距离在整个模拟过程中保持稳定,支持 TYR-334 在对接及后续动力学过程中的关键锚定作用(图 7H)。配体质心与三个二级结构区域 Alpha-up、Alpha-down 和 Beta 之间距离的时间演变显示,配体始终稳定包裹于这些结构区域中,未出现明显解离或大尺度位移(图 7I)。值得注意的是,Beta 区域与配体之间的平均距离最短,并且体系中观察到的两个关键氢键均位于该区域。因此,研究者认为 Beta 区域在 H4 稳定结合 PPARα 过程中发挥核心结构支撑作用。

自由能景观分析显示,在 500 ns 模拟过程中,PPARα-H4 体系主要采样到三个稳定构象能谷(Basins M–O)(图 7J、7K)。对应代表构象显示,H4 配体始终限制在激动剂结合口袋区域内(图 7L)。进一步比较各能谷代表构象发现,在模拟初期和末期,H4 与 TYR-334 和 ALA-333 形成氢键相互作用;但在中间能谷中,该氢键网络短暂减弱或消失,并伴随配体在口袋内发生轻微重新定向。需要注意的是,该氢键比较基于静态构象,与时间序列氢键统计结果在细节上存在一定差异(图 7D)。

Pull-down 实验显示,H4 主要与 PPARα 发生结合,而与 PPARβ 和 PPARγ 的相互作用明显较弱或几乎可以忽略,说明其具有结合选择性(图 7P)。CETSA 分析显示,H4 与 PPARα 蛋白结合后降低了其热稳定性,提示 H4 与 PPARα 存在直接相互作用(图 7Q)。DARTS 实验证实,H4 促进酶诱导的 PPARα 降解(图 7R)。双荧光素酶报告基因实验确认,H4 对 PPARα 具有较弱的转录激活作用(图 7S)。以上结果共同证实,H4 能够直接结合 PPARα 蛋白。


Sabinineoside B 对肝细胞脂质积累的保护作用依赖于 PPARα 激活(图 8A–E)

为探究 H4 是否通过依赖 PPARα 激活发挥肝保护作用,研究者使用 siRNA 在 HepG2 细胞中敲低 PPARα。油红 O 染色结果显示,PPARα 敲低后,H4 降低脂滴积累的能力几乎被完全消除(图 8A)。此外,H4 处理可显著降低细胞内 TG 水平,但该作用被 PPARα siRNA 削弱(图 8B)。


图 8. H4 对肝细胞脂质积累的保护作用归因于 PPARα 激活

(A) 在有无 PPARα siRNA 的条件下,观察 HepG2 细胞经 OA 和 PA 刺激前后的代表性油红 O(ORO)染色图像。放大倍数为 40×。*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001;“ns”表示无显著性差异。
(B) 在有无 PPARα siRNA 的条件下,HepG2 细胞经 PA 和 OA 刺激前后的 TG 含量。*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001;“ns”表示无显著性差异。
(C) HepG2 细胞中脂质代谢相关分子的 mRNA 水平。每组 n = 3。数据以平均值 ± 标准差表示。*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001;“ns”表示无显著性差异。
(D) 通过 Western blot 分析表达蛋白,验证转染效率。每组 n = 3。数据以平均值 ± 标准差表示。*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001;“ns”表示无显著性差异。
(E) PPARα siRNA 条件下 HepG2 细胞中脂质代谢相关分子的蛋白水平。每组 n = 3。数据以平均值 ± 标准差表示。*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001;“ns”表示无显著性差异。

为进一步考察 PPARα 是否在 H4 降脂作用中发挥关键作用,研究者进行了 q-PCR 分析。结果显示,在高脂细胞模型中,PPARα siRNA 会削弱 H4 对脂质代谢相关基因 CPT1A 和 LXRα 的调控作用(图 8C)。同时,PPARα 敲低显著影响 H4 对 PPARα 下游脂质代谢通路靶蛋白 LXRα、CPT1A、CYP7A1、CYP8B1 和 FXR 水平的调控作用(图 8D、8E)。这些结果提示,在 PA/OA 刺激下,PPARα 缺失会抵消 H4 对脂质积累的保护作用。


Sabinineoside B 在大鼠体内的药代动力学(补充表 6,补充图 4)

研究者采用 LC-MS 测定血浆中 H4 浓度,并利用 DAS 3.0 软件处理数据,计算大鼠体内药代动力学参数。经灌胃给予 H4 2.1、7.0 和 21.0 mg/kg,以及经尾静脉注射给予 3.0 mg/kg 后测得的血浆浓度分别见补充表 6-1 至 6-4;对应药代动力学参数汇总于补充表 6-5 和 6-6。三种口服剂量和单次静脉给药后的平均血药浓度-时间曲线见补充图 4。

Cmax 和 AUC 与给药剂量的回归分析显示,Cmax、AUC(0-t) 和 AUC(0-∞) 与剂量之间呈线性关系。结果表明,在 2.1–21 mg/kg 剂量范围内,峰浓度 Cmax 和系统暴露量 AUC 均与剂量呈正相关,提示 H4 具有剂量依赖性药代动力学特征。根据 2.1 mg/kg 灌胃给药和 3.0 mg/kg 静脉注射后获得的 AUC(0-∞) 值计算,H4 的绝对生物利用度为 3.23%。


Sabinineoside B 在小鼠中的急性毒性评价(补充图 5)

给药后 7 天内,各组小鼠均未发生死亡。与对照组相比,H4 低剂量组和高剂量组小鼠体重无显著差异(补充图 5A)。各组小鼠器官均未观察到异常病理改变。除肾脏外,给药组其他器官指数与对照组相比无统计学差异(补充图 5B)。此外,给药组各器官组织病理染色均未发现异常变化(补充图 5C)。

【Citation】:Feng Y, Chen R, Li Y, et al. Sabinineoside B alleviates metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease by targeting PPAR α.Commun Biol. Published online April 21,2026.

贡献★★★★★

H4 通过靶向 PPARα 调节脂质代谢,表现出降脂作用。这些发现提示,H4 可能作为一种潜在的 PPARα 配体,缓解早期 MASLD。本研究为天然产物治疗 MASLD 的有效性提供了更广阔的前景,并强调了靶向 PPARα 治疗 MASLD 的潜在价值。

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