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2026年1月30日,苏州卫生职业技术学院Yang Zhou、Jingyun Chi等,联合上海交通大学附属第六人民医院南院Kun Zhao、杭州第一人民医院/西湖大学医学院Xizhen Zhou、开拓生命科技(苏州)有限公司等,在Phytomedicine(中科院1区,JCR Q1,Impact Factor=8.3)在线发表题为 “Pedunculoside ameliorates metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease by targeting HNRNPA1 and modulating PPARα signaling pathway to enhance Mitochondrial Fatty Acid β-Oxidation” 的研究论文。
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代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)是当前最常见的慢性肝病之一,其核心病理特征是肝细胞内脂质异常堆积,并可进一步进展为脂肪性肝炎、纤维化、肝硬化甚至肝癌。目前,MASLD 的治疗仍存在明显不足,除生活方式干预外,真正能够覆盖不同疾病阶段且兼具疗效和安全性的药物仍然有限。因此,寻找新的治疗分子和新的作用靶点,是 MASLD 研究中的重要方向。
本研究聚焦于一种来源于铁冬青树皮的天然三萜皂苷 长梗冬青苷(Pedunculoside,PE)。既往研究提示 PE 具有调节脂质代谢、抗炎、降胆固醇等药理活性,但其是否能够改善 MASLD,以及背后的分子机制尚不清楚。作者围绕这一问题,构建了游离脂肪酸诱导的肝细胞脂质堆积模型,并进一步使用高脂高胆固醇饮食和高脂饮食诱导的 MASLD 小鼠模型,从细胞和动物两个层面系统验证 PE 的治疗作用。
研究发现,PE 能够显著减轻肝细胞内脂滴沉积,降低细胞内总胆固醇和甘油三酯水平;在 MASLD 小鼠中,PE 也能降低体重和肝重,改善肝脏脂肪变性、肝细胞损伤以及血清 ALT、AST、TC、TG 等异常指标。更重要的是,安全性评价显示,PE 未引起明显主要器官毒性,并表现出较好的血液相容性。这说明 PE 不仅具有改善脂质代谢紊乱的潜力,也具备进一步开发为 MASLD 候选治疗药物的基础。
机制层面,本研究的核心发现是:PE 不是简单地直接激活 PPARα 启动子,而是通过直接结合 HNRNPA1,增强 PPARα mRNA 稳定性,从而上调 PPARα 信号通路,促进线粒体脂肪酸 β-氧化。 PPARα 是调控脂肪酸氧化的重要转录因子,其下游包括 CPT2、ACADM、ACADL 等脂肪酸 β-氧化相关关键酶。作者通过转录组、脂质组联合分析发现,PE 处理后 PPAR 信号通路被显著激活,肉碱及相关代谢物升高,甘油三酯和部分游离脂肪酸下降,提示 PE 主要通过促进脂肪酸分解和氧化来缓解肝脏脂质堆积。
为了进一步寻找 PE 的直接靶点,作者综合运用了 CETSA-MS、RNA pull-down-MS、DARTS、CETSA、SPR、分子对接和分子动力学模拟等多种技术。结果显示,HNRNPA1 是 PE 的直接结合蛋白,也是连接 PE 与 PPARα mRNA 稳定性的关键分子。HNRNPA1 作为一种 RNA 结合蛋白,可以结合 PPARα mRNA 并提高其稳定性;PE 与 HNRNPA1 结合后,进一步增强 HNRNPA1 对 PPARα mRNA 的稳定作用,从而提高 PPARα 表达并促进脂肪酸 β-氧化。ScienceDirect 页面也将“HNRNPA1 首次被报道可直接结合并稳定 PPARα mRNA”列为本文亮点之一。
最关键的验证来自 HNRNPA1 敲除模型。研究显示,一旦敲除 HNRNPA1,PE 对 MASLD 的保护作用基本消失:小鼠体重、肝重、血脂指标、肝损伤指标、组织病理改变以及脂肪酸 β-氧化相关酶活性均不能被 PE 有效改善。这一结果说明,HNRNPA1 并不是旁观者,而是 PE 发挥抗 MASLD 作用所必需的核心靶点。换言之,本文建立了一条较完整的作用链条:
PE → HNRNPA1 → PPARα mRNA 稳定性增强 → PPARα 信号激活 → 线粒体脂肪酸 β-氧化增强 → 肝脏脂质堆积减少 → MASLD 缓解。
这项研究的创新性主要体现在三个方面。第一,它将天然产物 PE 与 MASLD 治疗联系起来,证明 PE 在细胞和动物模型中均具有明确的脂质代谢改善作用。第二,它发现了一个此前在 MASLD 治疗机制中未被充分认识的靶点 HNRNPA1,并证明其能够通过稳定 PPARα mRNA 调控脂肪酸 β-氧化。第三,研究并未停留在表型观察,而是通过多组学分析、靶点结合验证和基因敲除模型,形成了从“药效—靶点—机制—体内功能必要性”的完整证据链。
总体而言,本文揭示了 PE 改善 MASLD 的新机制:PE 通过直接靶向 HNRNPA1,稳定 PPARα mRNA,进而增强线粒体脂肪酸 β-氧化,最终减轻肝脏脂质沉积和代谢损伤。该研究不仅提示 PE 可能成为 MASLD 的潜在天然药物候选物,也将 HNRNPA1–PPARα 调控轴提出为代谢性肝病治疗的新机制靶点。作者在结论中也指出,利用天然活性化合物作为分子探针,有助于发现 MASLD 的新型治疗靶点,而 HNRNPA1 正是这一框架下值得进一步关注的候选分子。
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【摘要】
背景:代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)已成为重要的全球健康挑战,迫切需要开发疗效更好、安全性更高的新型治疗药物。长梗冬青苷(Pedunculoside,PE)是一种天然三萜皂苷,已显示出良好的脂质调节作用。然而,PE 在 MASLD 中发挥作用的具体机制仍不明确。
目的:探讨 PE 的抗 MASLD 作用,并阐明其通过靶向异质性核糖核蛋白 A1(HNRNPA1)并调控下游 PPARα 通路发挥作用的新机制。
方法:本研究在原代小鼠肝细胞中,并在高脂高胆固醇饮食(HFHC)和高脂饮食(HFD)诱导的 MASLD 小鼠模型中,评价 PE 的治疗潜力。研究采用多组学和多技术联合策略,包括生化检测、组织病理学分析、转录组和脂质组分析,并通过药物亲和反应靶标稳定性实验(DARTS)、细胞热转变实验(CETSA)、表面等离子体共振(SPR)、分子对接、分子动力学模拟以及 HNRNPA1 敲除模型验证靶标结合关系。
结果:PE 显著改善了 MASLD 模型中的关键代谢异常和组织病理特征。机制上,PE 可直接结合 HNRNPA1,而 HNRNPA1 此前尚未被报道为 MASLD 治疗中的靶点。这种相互作用增强了 PPARα mRNA 的稳定性,从而激活脂肪酸 β-氧化。重要的是,HNRNPA1 敲除会消除 PE 的有益作用,证实 PE–HNRNPA1–PPARα 轴在体内发挥功能所必需。
结论:本研究揭示了 MASLD 中一条新的治疗调控轴:PE 通过直接结合 HNRNPA1 增强 PPARα mRNA 的稳定性,进而上调脂肪酸 β-氧化。该发现不仅表明 PE 是 MASLD 的潜在治疗候选药物,也提示 HNRNPA1–PPARα 调控通路可能成为治疗代谢性肝病的重要机制靶点。
01
研究背景及科学问题
代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)是一组慢性肝脏疾病,其主要特征是肝细胞内脂质过度蓄积,即肝脂肪变性。随着肥胖、2 型糖尿病和代谢综合征流行率不断上升,MASLD 的全球患病率也迅速增加,并已成为全球最常见的慢性肝病。近期流行病学研究估计,全球约 38% 的成年人受到 MASLD 影响,显示出其重要的公共卫生负担。在中国,MASLD 已超过慢性乙型肝炎,成为慢性肝病的首要原因,说明其已经成为重大的国家健康挑战。
临床上,MASLD 可沿着连续病程进展,从单纯脂肪变性,即代谢功能障碍相关脂肪肝(MASL),进一步发展为更严重的阶段,包括代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)、进行性纤维化、肝硬化以及肝细胞癌(HCC)。这种疾病进展风险凸显了早期发现和早期干预的重要性,以降低晚期 MASLD 相关的发病率和死亡率。在这一背景下,Resmetirom 近期成为首个也是目前唯一一个获得 FDA 批准、专门用于成人非肝硬化性 MASH 且伴中重度肝纤维化的药物。然而,其使用仍需与饮食、运动等生活方式干预相结合,并存在胃肠道不适等不良反应风险。对于 MASLD 的其他阶段,治疗选择仍然有限,主要依赖生活方式改变以及降脂药、胰岛素增敏剂和保肝药等间接药物支持,但这些治疗的疗效并不理想。因此,MASLD 管理中仍存在持续的治疗空白,迫切需要开发疗效更好、安全性更高的新型药物。
MASLD 的发病机制本质上与脂肪酸代谢紊乱密切相关,其特点是肝细胞内甘油三酯(TG)过度积累。脂肪酸 β-氧化是关键代谢过程,主要通过两个相互联系的途径进行:线粒体 β-氧化和过氧化物酶体氧化。在这一调控网络中,过氧化物酶体增殖物激活受体 α(PPARα)处于核心地位。PPARα 是一种核受体,是脂肪酸 β-氧化的主要调控因子。作为肝脏富集表达的转录因子,PPARα 通过上调参与脂肪酸分解代谢的关键酶表达,协调脂肪酸氧化代谢,其中包括肉碱棕榈酰转移酶 1A(CPT1A)和酰基辅酶 A 氧化酶 1(ACOX1)。值得注意的是,MASLD 进展与 PPARα 表达显著下调有关,这会导致脂肪酸 β-氧化相关基因在转录水平受到抑制。该代谢紊乱会削弱脂肪酸氧化能力,造成有毒脂质积累,并进一步酯化为甘油三酯,直接推动肝脂肪变性进展。
近年来,天然生物活性化合物及其衍生物作为 MASLD 辅助治疗方式受到广泛关注,可为生活方式干预和常规治疗提供补充获益。由于具有多靶点作用机制、较好的疗效以及良好的安全性,天然生物活性化合物成为缓解 MASLD 的有前景方向。例如,咖啡因可通过恢复肝脏 Dusp9 表达改善代谢相关脂肪性肝炎,灯盏花素则可通过抑制 TGF-β 激活激酶 1 依赖性信号通路减轻 MASH。越来越多证据显示,天然生物活性化合物在 MASLD 治疗中具有潜力,尤其体现在调节脂肪酸 β-氧化及相关代谢通路方面。
九必应,即 Ilicis Rotundae Cortex,来源于铁冬青(Ilex rotunda Thunb.)的树皮,已被《中国药典》正式收载。传统上,九必应因具有抗病毒、抗炎、免疫调节和调节水液代谢等作用,被用于治疗感冒、发热、急慢性肝炎、急性胃肠炎和类风湿性关节炎等疾病。长梗冬青苷(PE)是一种从铁冬青干燥树皮中分离得到的三萜皂苷(C36H58O10),具有多种药理活性,包括抗炎、抗肿瘤、降胆固醇和抗高血压作用。既往研究表明,PE 能显著影响脂质代谢,可调节 PPARγ、C/EBPα 和 SREBP-1 的表达,并在 MDI 诱导的 3T3-L1 细胞中抑制 AMPK 磷酸化。然而,PE 缓解 MASLD 的具体机制仍不清楚。
本研究假设,PE 通过直接作用于异质性核糖核蛋白 A1(HNRNPA1)影响 PPARα mRNA 的稳定性,从而增强脂肪酸 β-氧化,并最终改善 MASLD。我们在细胞模型和动物模型中评估 PE 对 MASLD 的影响,并进一步阐明 PE 对 HNRNPA1–PPARα 轴的调控作用。本研究结果揭示了 PE 在 MASLD 中发挥作用的潜在机制和功能意义,为开发用于治疗 MASLD 的天然药物化合物提供了新的靶点和思路。
02
重要发现及亮点
PE 显著改善原代小鼠肝细胞中的生理表型
本研究首先在 MASLD 样条件下,于原代小鼠肝细胞中评估 PE 的治疗潜力。研究使用游离脂肪酸(FFA)刺激肝细胞以诱导脂质积累,并在有无 FFA 处理的条件下,采用 CCK-8 实验检测 0–400 μM PE 处理后的细胞活力。结果显示,在 0–100 μM 浓度范围内,PE 未表现出细胞毒性。基于这一结果,后续实验选择 50 μM 和 100 μM PE 进行研究。
随后,尼罗红染色分析显示,在 FFA 处理的细胞中,PE 给药后脂质积累呈剂量依赖性下降。此外,50 μM 和 100 μM PE 处理均显著降低了总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)水平。总体来看,这些结果表明,PE 能够有效减轻 FFA 诱导的原代小鼠肝细胞脂质积累。
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图 1. PE 对 FFA 处理的原代小鼠肝细胞脂质积累的影响。
(A)PE 的化学结构。(B)采用尼罗红染色评估经或未经 PE 处理的 FFA 诱导原代小鼠肝细胞中的脂滴沉积。(C)尼罗红染色下 FFA 诱导原代小鼠肝细胞脂滴沉积的统计分析。(D–E)PE 对 TC(D)和 TG(E)的影响。数据以均值 ± 标准差表示(n = 3)。*,p < 0.001;**,p < 0.0001。
PE 在小鼠模型中显著缓解 MASLD 相关生理表现
为评估 PE 在 MASLD 中的治疗潜力,研究采用两种饮食诱导的小鼠模型。在 HFHC 模型中,小鼠接受 16 周高脂高胆固醇饮食,并在第 4 周后开始口服 PE(15 mg/kg 或 30 mg/kg),持续 12 周。与 MASLD 模型组相比,两种剂量的 PE 均显著降低体重和肝重,并改善肝脏大体形态。模型组小鼠肝脏的组织学分析,即 H&E 染色和油红 O(ORO)染色,显示明显脂滴积累、肝细胞肿胀和坏死,而 PE 处理后这些改变均得到改善。此外,模型组升高的血清 ALT、AST、TC 和 TG 水平,在 PE 给药后明显下降。
在第二种模型中,小鼠接受 20 周高脂饮食,并同样在第 4 周后开始 PE 处理(15 mg/kg 或 30 mg/kg)。与 HFHC 模型结果一致,PE 显著降低体重和肝重,并改善肝脏形态。组织学结果同样显示,PE 可改善脂质积累和肝细胞损伤,并显著降低血清 ALT、AST、TC 和 TG 水平。
综上,这些结果表明,PE 能够有效减缓小鼠 MASLD 进展,具体表现为降低体重和肝重、改善肝脏组织学改变,并使肝损伤和脂质代谢紊乱相关血清指标趋于正常。
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图 2. PE 改善 HFHC 诱导的 MASLD 小鼠肝脂肪变性。
(A)HFHC 诱导的 MASLD 小鼠体内实验流程图。(B–D)NCD、NCD+Vehicle、HFHC、HFHC+Vehicle、HFHC+PE(15 mg/kg)、HFHC+PE(30 mg/kg)和 HFHC+Fenofibrate(10 mg/kg)各组小鼠的体重(B)、肝重(C)和肝脏大体形态(D)。(E–F)上述各组小鼠肝脏切片 H&E 和 ORO 染色代表图及 ORO 染色统计分析。(G–J)上述各组小鼠血清 ALT(G)、AST(H)、TC(I)和 TG(J)水平。数据以均值 ± 标准差表示(n = 6)。****,p < 0.0001;ns,p > 0.05。
PE 具有良好的血液相容性,且未造成严重器官毒性
为进一步评估 PE 治疗的安全性,在动物实验结束后,研究进行了组织病理学检查以及心脏和肾脏功能的生化分析。临床观察显示,NCD、NCD+Vehicle、HFHC、HFHC+Vehicle、HFHC+PE(l)、HFHC+PE(H) 和 HFHC+Fenofibrate 各组之间未见明显差异,HFD 模型中相应各组之间也未见明显差异。此外,对心脏、脾脏、肺和肾脏等关键器官进行组织病理学评估后发现,在 HFHC 和 HFD 两种模型的各组之间均无显著差异。
为进一步研究 PE 可能导致的毒性,研究检测了肾功能和心肌损伤相关生物标志物。结果显示,在两种饮食模型中,各组尿素(UREA)、肌酐(CREA)和乳酸脱氢酶(LDH)水平均无显著差异,提示 PE 未造成主要器官损伤。
此外,研究还进行了溶血实验以评估血液相容性。结果显示,蒸馏水组作为阳性对照,红细胞发生明显裂解,红细胞悬液呈现清晰红色。相比之下,生理盐水组作为阴性对照,与空白血清组、载体血清组、低剂量 PE 血清组和高剂量 PE 血清组在 450–700 nm 吸光度范围内均未观察到差异。这些结果说明,低剂量和高剂量 PE 均具有良好的血液相容性。
PE 通过调控 PPARα 促进脂肪酸 β-氧化
为探究 PE 延缓 MASLD 进展的潜在机制,研究进行了转录组和脂质组分析。RNA 测序结果显示,PE 处理后共有 713 个基因上调、1193 个基因下调。KEGG 和 Wiki 通路富集分析显示,PPAR 信号通路显著激活,其中 PPARα、ACAA1A、FABP1、CPT2、ACADM 和 ACADL 等关键基因出现明显表达变化。
脂质组学分析显示,PE 诱导了广泛的代谢重编程,共有 153 种代谢物上调、190 种代谢物下调。热图分析显示,脂质谱发生明显改变:肉碱及相关代谢物升高,而游离脂肪酸 18:0 和甘油三酯降低。这一变化模式与 SMPDB 通路分析结果一致,后者显示参与长链饱和脂肪酸线粒体 β-氧化的脂质种类显著富集。在差异最显著的代谢物中,VIP 值排名前 20 的代谢物中有 8 个与脂肪酸 β-氧化有关,排名前 50 的代谢物中有 10 个与脂肪酸 β-氧化有关。
整合多组学分析显示,脂肪酸氧化相关基因与肉碱、TC 和 TG 等关键脂质代谢物之间存在显著相关性。值得注意的是,在 PPAR 通路中,PPARα、CPT2、ACADM 和 ACADL 与肉碱及 TG 水平呈现强相关性。
综上,这些结果提示,PE 可能通过增强线粒体脂肪酸 β-氧化来缓解 MASLD 进展。基于转录组和脂质组整合数据,研究认为 PE 主要通过上调 PPAR 通路并促进脂肪酸氧化来调节脂质代谢。
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图 3. PE 增强脂肪酸 β-氧化。
(A)转录组测序结果火山图。(B)RNA 测序 KEGG 富集通路图。(C)脂质组学热图。(D)VIP 值最高的前 20 个差异表达脂质柱状图。(E)转录组与脂质组整合分析相关性热图。(F)关键 PPAR 通路基因与脂质组学的整合相关性分析。
β-羟基丁酸(β-OHB)是脂肪酸 β-氧化过程中产生的关键中间代谢物。为评估脂肪酸 β-氧化水平,研究检测了 THLE-2 细胞中的氧耗率(OCR)、β-OHB 水平和 PPARα 表达。PE 处理显著增加 OCR 和 β-OHB 生成。转录组结果显示,PPAR 通路相关基因表达升高,包括 PPARα、CPT2、ACADM 和 ACADL,其中 CPT2、ACADM 和 ACADL 是 β-氧化关键酶,而 PPARα 是主要转录调控因子。与此一致,PE 增强了 PPARα 的 mRNA 和蛋白表达。使用 shRNA 敲低 PPARα 后,PE 诱导的 β-OHB 增加被削弱,证实 PPARα 在其中具有介导作用。
研究进一步通过检测线粒体膜电位(Δψm)、ATP 水平、活性氧(ROS)生成以及 β-氧化酶活性来评估线粒体功能。与 FFA 处理细胞相比,PE 处理以剂量依赖方式升高 Δψm 和 ATP 水平,降低 ROS,并提高 CPT2、ACADM 和 ACADL 活性。在体内实验中也观察到类似结果:在 HFHC 和 HFD 饮食小鼠中,PE 给药增强了 ATP 水平和 β-氧化酶活性。值得注意的是,在 PPARα 敲低细胞中,PE 未能恢复酶活性,进一步支持该过程依赖 PPARα 调控。
总体来看,这些结果表明,PE 通过上调 PPARα 及其下游酶网络,增强线粒体脂肪酸 β-氧化。
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图 4. PE 通过调控 PPARα 增强脂肪酸 β-氧化。
(A)对照组和 PE(100 μM)组的 OCR 结果。(B)对照组和 PE(100 μM)组的 β-OHB 水平。(C)THLE-2 细胞中 PPARα 的 mRNA 水平。(D)对照组和 PE(100 μM)组中 PPARα 的 Western blot 及统计分析结果。(E)对照组、PE(100 μM)组、shPPARα 组和 shPPARα+PE(100 μM)组的 β-OHB 水平。(F–H)对照组、FFA 组、FFA+PE(50 μM)组和 FFA+PE(100 μM)组中的线粒体膜电位(Δψm)检测结果(F)、ATP 检测结果(G)和 ROS 检测结果(H)。(I–K)对照组、FFA 组、FFA+PE(50 μM)组和 FFA+PE(100 μM)组 THLE-2 细胞中 CPT2(I)、ACADM(J)和 ACADL(K)的 mRNA 水平。(L–N)对照组、PE(100 μM)组、shPPARα 组和 shPPARα+PE(100 μM)组 THLE-2 细胞中 CPT2(L)、ACADM(M)和 ACADL(N)的 mRNA 水平。(O)示意图显示 PE 通过调控 PPARα 影响 CPT2、ACADM 和 ACADL 的转录水平。数据以均值 ± 标准差表示(n = 3)。,P < 0.05;,P < 0.01;,P < 0.001;****,P < 0.0001;ns,P > 0.05。
HNRNPA1 是 PE 的直接靶点
在观察到 PE 上调 PPARα 蛋白和 mRNA 水平后,研究首先假设 PE 可能增强 PPARα 的转录活性。然而,THLE-2 细胞中的双荧光素酶报告实验显示,PE 对 PPARα 启动子活性无显著影响。由此,研究转而考虑另一种机制,即 PE 可能调节 PPARα mRNA 的稳定性。为验证这一点,研究进行了 mRNA 稳定性实验,以评估 PE 对 PPARα mRNA 降解的影响。结果显示,与对照组相比,PE 处理的 THLE-2 细胞中 PPARα mRNA 在 12 小时内的降解速度显著减慢,提示 PE 可能增强 PPARα mRNA 的稳定性。为进一步探究这种稳定化作用是否源于直接结合,研究采用 SPR 实验检测 PE 与 PPARα RNA 之间的结合亲和力。结果显示,PE 与 PPARα mRNA 之间不存在直接结合。
为鉴定 PE 调控 PPARα 的蛋白靶点,研究对 PE 处理的 THLE-2 细胞进行了 CETSA-MS,同时以 PPARα mRNA 为诱饵进行了 RNA pull-down-MS。Coomassie 染色凝胶条带中的蛋白和 RNA pull-down 洗脱产物均通过 LC-MS 进行分析。在 CETSA-MS 中,在 62℃ 加热、0–90 μM PE 条件下共鉴定出 176 个候选相互作用蛋白;RNA pull-down-MS 则鉴定出 100 个 PPARα mRNA 结合蛋白。两个数据集中唯一共同出现的蛋白是 HNRNPA1。
随后,研究通过多种方法进一步验证 PE–HNRNPA1 相互作用。DARTS 结果显示,PE 能以剂量依赖方式保护 HNRNPA1 免受 pronase 消化。CETSA 结果证实,与 DMSO 对照相比,PE 处理裂解液中 HNRNPA1 的热稳定性增强。分子对接预测显示二者具有较强结合能力,结合自由能为 –8.3 kcal/mol,并与 Val、Glu 和 Tyr 残基形成距离小于 3.5 Å 的氢键。分子动力学模拟显示二者结合稳定,表现为 RMSD 较低且趋于收敛,HNRNPA1 核心结构域 RMSF 降低,回转半径和溶剂可及表面积保持一致,并在整个模拟过程中持续存在 1–2 个氢键。最后,SPR 进一步证实 PE 与 HNRNPA1 之间存在直接且特异性的结合。
总体而言,这些结果证明,PE 可在生化和细胞水平上直接结合 HNRNPA1。
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图 5. HNRNPA1 是 PE 的直接结合靶点。
(A)对照组和 PE(100 μM)组的相对荧光素酶活性。(B)对照组和 PE(100 μM)组中 PPARα mRNA 稳定性水平。(C)PE 与 PPARα RNA 结合水平的 SPR 结果。(D)CETSA-MS 与 RNA Pull-down-MS 的整合分析结果。(E)THLE-2 细胞中的 DARTS 结果。(F)THLE-2 细胞中的 CETSA 结果。(G)PE 与 HNRNPA1 的分子对接结果。(H–I)分子动力学模拟中的 RMSD(H)和 RMSF(I)结果。(J)PE 与 HNRNPA1 结合水平的 SPR 结果。***,p < 0.001;ns,p > 0.05。
PE 通过直接结合 HNRNPA1 调控 PPARα
为明确 PE 是否通过 HNRNPA1 调控 PPARα mRNA,研究构建了 HNRNPA1 敲低的 THLE-2 细胞。结果显示,在 shHNRNPA1 组中,PPARα 的 mRNA 和蛋白水平均显著下调。值得注意的是,在 HNRNPA1 敲低后,PE 上调 PPARα 表达的能力被消除。此外,β-OHB 含量检测显示,HNRNPA1 敲低降低 β-OHB 水平,而 PE 对 β-OHB 的调节作用在 HNRNPA1 敲低后同样消失。与 shHNRNPA1 组相比,shHNRNPA1+PE(100 μM)组的 Δψm 和细胞 ATP 水平均显著降低,而 ROS 生成明显减少。机制上,HNRNPA1 的关键作用进一步体现在:在 HNRNPA1 敲低细胞中,PE 介导的三种关键 β-氧化酶 CPT2、ACADM 和 ACADL 的激活完全消失,说明 HNRNPA1 在协调 PE 对脂肪酸代谢的多重作用中处于核心位置。
综上,这些发现表明,PE 通过直接结合 HNRNPA1 调节 PPARα 表达。
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图 6. PE 通过直接结合 HNRNPA1 调控 PPARα。
(A)对照组、PE(100 μM)组、shHNRNPA1 组和 shHNRNPA1+PE(100 μM)组中 PPARα 的 mRNA 水平。(B)上述各组中 PPARα 的 Western blot 及统计分析结果。(C)上述各组的 β-OHB 水平。(D–F)上述各组中的线粒体膜电位(Δψm)检测结果(D)、ATP 检测结果(E)和 ROS 检测结果(F)。(G–I)上述各组中 CPT2(G)、ACADM(H)和 ACADL(I)的 mRNA 水平。(J)示意图显示 PE 通过与 HNRNPA1 相互作用影响 PPARα。数据以均值 ± 标准差表示(n = 3)。,p < 0.05;,p < 0.01;,p < 0.001;****,p < 0.0001;ns,p > 0.05。
HNRNPA1 在调控 PPARα mRNA 稳定性中发挥关键作用
为阐明 HNRNPA1 与 PPARα 之间的关系,研究首先在 THLE-2 细胞中调控 HNRNPA1 表达。shHNRNPA1 显著降低 PPARα mRNA 和蛋白水平,而 HNRNPA1 过表达则明显升高二者水平。临床相关性方面,对 206 例 MASLD 患者样本的转录组数据分析显示,HNRNPA1 与 PPARα 表达之间存在强正相关,进一步支持二者之间的功能关系。此外,研究还在体外模型,即不同浓度 FFA 刺激的 THLE-2 细胞,以及体内模型,即 HFHC 饮食诱导的 MASLD 小鼠肝组织中,对 PPARα 和 HNRNPA1 的表达进行相关性分析。结果显示,PPARα 与 HNRNPA1 表达在体外和体内均呈显著正相关。
RNA 结合蛋白(RBP)能够识别特定 mRNA 序列或结构,从而调节 mRNA 的合成、稳定性和功能。鉴于 HNRNPA1 作为 RNA 结合蛋白在 mRNA 稳定性和代谢中的已知作用,研究假设 HNRNPA1 可能在转录后水平调控 PPARα。事实上,PPARα mRNA 稳定性实验显示,敲低 HNRNPA1 会加速 PPARα mRNA 降解,而过表达 HNRNPA1 则会延长其半衰期。RIP 实验证实二者存在直接相互作用,与 IgG 对照相比,Flag-HNRNPA1 pull-down 中 PPARα mRNA 富集更高。RNA pull-down 实验表明,HNRNPA1 更倾向于结合 PPARα mRNA 的正义链,且具体结合区域位于编码序列(CDS)区域。相应地,双荧光素酶报告活性在 HNRNPA1 敲低后下降,在其过表达后增强。
重要的是,PE 处理增强了 HNRNPA1–PPARα mRNA 相互作用,表现为 RIP 实验中 mRNA 富集增加。此外,PE 能增强对照细胞中的荧光素酶活性,但在 HNRNPA1 敲低细胞中不能发挥这一作用。
总体而言,这些结果表明,HNRNPA1 可直接结合并稳定 PPARα mRNA,而 PE 通过增强这种 RNA–蛋白相互作用促进 PPARα 表达。
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图 7. HNRNPA1 调控 PPARα mRNA 稳定性。
(A)对照组和 shHNRNPA1 组,或对照组和 OEHNRNPA1 组中 PPARα 的 mRNA 水平。(B)对照组和 shHNRNPA1 组中 PPARα 的 Western blot 及统计分析结果。(C)对照组和 OEHNRNPA1 组中 PPARα 的 Western blot 及统计分析结果。(D–F)GEO 数据库中 MASLD 患者临床样本(D)、人 THLE-2 细胞(E)和 MASLD 小鼠肝脏(F)中 HNRNPA1 与 PPARα 的相关性分析结果。(G–H)对照组和 shHNRNPA1 组(G)或对照组和 OEHNRNPA1 组(H)中 PPARα mRNA 稳定性水平。(I)IgG 组与 Flag-HNRNPA1 组之间的 RIP 结果。(J)反义链和正义链中 HNRNPA1 的 RNA pull-down 结果。(K)CDS 正义链中 HNRNPA1 的 RNA pull-down 结果。(L)对照组和 shHNRNPA1 组,或对照组和 OEHNRNPA1 组中的相对荧光素酶活性。(M)对照组和 PE(100 μM)组中 IgG 与 Flag-HNRNPA1 之间的 RIP 结果。(N)对照组、PE(100 μM)组、shHNRNPA1 组和 shHNRNPA1+PE(100 μM)组的相对荧光素酶活性。数据以均值 ± 标准差表示(n = 3)。,p < 0.01;,p < 0.001;***,p < 0.0001;ns,p > 0.05。
PE 的抗 MASLD 作用依赖 HNRNPA1
基于 HNRNPA1 稳定 PPARα mRNA 的作用,研究假设 HNRNPA1 敲除会破坏这一调控轴并加速 MASLD 进展。为明确 PE 的抗 MASLD 作用是否由 HNRNPA1 介导,研究利用 CRISPR/Cas9 介导删除第 2–8 号外显子,构建了 HNRNPA1 敲除(HNRNPA1KO)小鼠,这些外显子区域涵盖第 1 号外显子的起始密码子和第 10 号外显子的终止密码子。
在第一组实验中,研究通过 16 周 HFHC 饮食在野生型和 HNRNPA1KO 小鼠中诱导 MASLD。在 HNRNPA1KO 小鼠中,PE 干预未能改善 MASLD 表型,包括体重、肝重、血清 ALT、AST、TC 和 TG 水平以及组织病理学特征,即 H&E 和 ORO 染色结果。此外,在 HFHC 模型中,HNRNPA1 缺失消除了 PE 诱导的 ATP 增加和 β-氧化酶 CPT2、ACADM、ACADL 活性增强。
在第二组实验中,小鼠接受 20 周 HFD 饮食。类似地,在 HNRNPA1KO 小鼠中,PE 未能缓解 MASLD 相关指标,表现为体重和肝重无改善,血清生物标志物无改善,组织学改变无改善,ATP 水平以及 β-氧化酶活性也未改善。
综上,这些发现表明,全身性 HNRNPA1 缺失会消除 PE 对 MASLD 的保护作用,说明 HNRNPA1 是 PE 发挥治疗作用的关键介导因子。
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图 8. 在 HFHC 诱导的 MASLD 小鼠中,PE 的抗 MASLD 作用依赖 HNRNPA1。
(A)HFHC 诱导的 HNRNPA1KO MASLD 小鼠体内实验流程图。(B–C)WT、WT+PE(30 mg/kg)、HNRNPA1KO 和 HNRNPA1KO+PE(30 mg/kg)各组的体重(B)和肝重(C)。(D)WT、WT+PE(30 mg/kg)、HNRNPA1KO 和 HNRNPA1KO+PE(30 mg/kg)各组肝脏切片 H&E 和 ORO 染色代表图及 ORO 染色统计分析。(E–H)WT、WT+PE(30 mg/kg)、HNRNPA1KO 和 HNRNPA1KO+PE(30 mg/kg)各组血清 ALT(E)、AST(F)、TC(G)和 TG(H)水平。(I–L)WT、WT+PE(30 mg/kg)、HNRNPA1KO 和 HNRNPA1KO+PE(30 mg/kg)各组 ATP 检测结果(I)以及 CPT2(J)、ACADM(K)和 ACADL(L)的 mRNA 水平。数据以均值 ± 标准差表示(n = 6 或 3)。,p < 0.05;,p < 0.01;,p < 0.001;****,p < 0.0001;ns,p > 0.05。
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图 9. PE 通过靶向 HNRNPA1 并调控 PPARα 信号通路增强线粒体脂肪酸 β-氧化,从而缓解 MASLD。
PE 通过直接结合 HNRNPA1 稳定 PPARα mRNA,并增强线粒体脂肪酸 β-氧化,从而缓解 MASLD。
【Citation】:Zhou, Y., Chi, J., Xu, X., Zhu, R., Wang, T., Zhang, T., Hong, D., Fu, H., Zhou, X., & Zhao, K. (2026). Pedunculoside ameliorates metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease by targeting HNRNPA1 and modulating PPARα signaling pathway to enhance Mitochondrial Fatty Acid β-Oxidation.Phytomedicine : international journal of phytotherapy and phytopharmacology, 153, 157910.
【贡献】★★★★★
本研究证明,PE 可通过直接结合 HNRNPA1 稳定 PPARα mRNA,并增强线粒体脂肪酸 β-氧化,从而缓解 MASLD。这些结果为 PE 在 MASLD 及相关代谢性疾病中的治疗潜力提供了新的机制解释。此外,将天然活性化合物作为分子探针,是发现 MASLD 新型治疗靶点的一种有前景策略;在这一框架下,HNRNPA1 可能成为一个潜在候选靶点。
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