染料木素与有氧运动结合通过PI3K/AKT/GSK3β信号通路共同保护肝脏免受酒精性损伤

时间:2026年3月29日
来源:Biochemical Pharmacology

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本研究通过建立大鼠酒精性肝损伤模型,探讨有氧运动联合豆苷元对酒精性肝损伤的干预效果及机制。结果表明,联合干预能显著改善肝功能、调节血脂及抑制炎症反应,其机制可能与调控PI3K/AKT/GSK3β信号通路有关,进而改善脂代谢、抑制氧化应激和炎症。

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王浩宇|张俊|李毅|陈玉秀|严楠|罗中华|刘云恩
中国辽宁省沈阳市沈阳医学院

摘要

酒精性肝损伤是一种全球常见的肝脏疾病。目前,尚缺乏安全有效的综合干预方法。本研究探讨了有氧运动与染料木黄酮联合使用对酒精性肝损伤的干预效果及机制。通过建立酒精性肝损伤的大鼠模型,我们发现这种联合干预能够显著改善肝功能、调节血脂并增强乙醇代谢。同时,有氧运动与染料木黄酮的结合使用可以有效缓解氧化应激并抑制炎症反应。肝组织病理学检查证实,联合治疗能够显著减轻肝损伤、炎症浸润和纤维化。网络药理学和分子对接分析表明,PI3K/AKT/GSK3b通路是核心靶点。Western blot实验进一步证实,联合干预能够有效调节PI3K/AKT通路,抑制GSK3b活性,并下调关键脂质合成因子SREBF1的表达。总之,有氧运动与染料木黄酮的联合使用在缓解酒精性肝损伤方面具有协同作用,其机制可能与PI3K/AKT/GSK3b信号通路的调节密切相关,从而改善脂质代谢、氧化应激和炎症状况。

引言

酒精性肝损伤(ALI)作为一种严重的公共卫生问题,其发病率随着酒精消费量的增加而逐年上升,已成为威胁人类健康的重要慢性疾病[1][2]。最新研究数据显示,长期大量饮酒导致的脂肪肝患者比例高达90%,其中20%至40%的脂肪肝患者可能进一步发展为酒精性肝炎,8%至20%的患者可能发展为肝硬化[3][4]。这一严峻形势迫切需要我们探索更安全、更有效的干预策略来应对酒精性肝损伤带来的健康挑战。
ALI的病理机制复杂多样,涉及氧化应激、炎症反应、脂质代谢紊乱和纤维化过程等多个环节[5][6]。长期过量饮酒会导致肝细胞中乙醛和活性氧(ROS)的积累,进而引发脂肪肝、炎症反应和肝细胞纤维化,最终可能进展为肝硬化甚至肝癌[7][8]。目前,ALI的治疗主要包括戒酒、营养支持和药物治疗[9]。然而,对于部分酒精依赖患者来说,戒酒较为困难,而且单纯戒酒对中度至重度ALI患者的肝病理损伤改善效果有限[10]。尽管临床实践中使用了一些护肝药物,但整体治疗效果仍不令人满意,部分药物还存在不良反应[11]。因此,亟需探索一种安全有效的新方法来预防和治疗ALI。近期实验研究表明,氧化应激、炎症细胞因子过度产生和脂质代谢紊乱是动物和细胞模型中肝损伤进展的核心病理驱动因素。例如,斑马鱼/HepG2研究显示,小分子干预可通过减少ROS积累、抑制炎症信号通路和改善脂质代谢稳态来减轻脂肪肝或酒精相关性肝损伤,这些作用通常涉及PI3K/Akt相关通路及其下游的脂质生成相关靶点[12]。这些新发现为将氧化应激/炎症/脂质代谢作为本研究的关键关注点提供了额外的机制支持。
近年来,越来越多的研究表明,天然植物化合物与运动疗法的结合可能为酒精性肝损伤的治疗提供新的思路[13][14]。染料木黄酮(Gen)作为一种天然异黄酮化合物,广泛存在于大豆等植物中[15]。近年来,其在预防和治疗肝脏疾病方面的潜在作用逐渐受到关注[16]。先前的研究表明,多种黄酮类化合物对肝损伤具有一定的保护作用。例如,葛根素可以增强乙醛脱氢酶2(ALDH2)的活性,加速乙醇代谢并减少乙醛积累。动物实验显示,葛根素可使ALI小鼠的乙醛清除率提高27%[17]。作为异黄酮家族的重要成员,染料木黄酮具有多种生物活性,如抗氧化、抗炎和调节细胞信号通路[18]。此外,最近对结构不同的生物活性化合物(包括苯并噻唑类、查尔酮类和姜衍生物)的研究表明,它们通过协调调节氧化应激、炎症细胞因子和脂质代谢,在实验性肝损伤模型中表现出护肝作用,支持多靶点干预策略的临床转化应用[19]。
同时,运动疗法在肝脏疾病康复中的积极作用日益凸显[20]。有氧运动作为一种低强度、长时间形式的身体活动(如慢跑、游泳和骑自行车),已被证明对身体代谢和免疫系统具有广泛的调节作用[21]。一些研究表明,有氧运动可能保护肝脏免受酒精相关的炎症和损伤[22]。密苏里大学医学院的研究人员使用“跑步小鼠”进行实验,发现连续六周接受酒精处理的一组大鼠肝脏脂肪积累更为严重,而高强度运动似乎可以防止最终导致不可逆的肝损伤[23]。
值得注意的是,关于异黄酮与有氧运动联合使用对ALI的影响的研究较少。鉴于染料木黄酮和有氧运动在预防和治疗ALI方面的潜在优势,我们假设其联合应用可能具有协同作用,为ALI的治疗提供新的策略。本研究旨在通过动物实验探索染料木黄酮与有氧运动联合使用对酒精性肝损伤的改善效果及其潜在机制,为临床预防和治疗ALI提供新的理论基础和实践指导。因此,基于近期肝损伤模型的研究结果,本研究不仅旨在评估染料木黄酮加有氧运动的协同疗效,还旨在确定这种联合干预是否能够调节ALI中的氧化应激–炎症–脂质代谢相互作用以及PI3K/AKT/GSK3β相关信号通路。

实验部分

药物和试剂

纯度为98%的染料木黄酮购自北京索拉宝科技有限公司。哺乳动物蛋白质提取试剂盒、细胞质蛋白质制备试剂盒、BCA蛋白质浓度测定试剂盒(BCA试剂、硫酸铜溶液、蛋白质标准品、蛋白质标准品制备液)、预染色蛋白标记物、蛋白酶抑制剂和PBS缓冲液由富德生物技术有限公司提供。十二烷基硫酸钠(SDS)、Tween-20和Tween-80购自北京索莱博公司

染料木黄酮与有氧运动对大鼠一般生理指标的影响

大体形态学检查表明,有氧运动和染料木黄酮(尤其是联合使用)能够改善大鼠的酒精性肝损伤。如图1A所示,对照组大鼠的肝脏形态正常,呈鲜红色;而模型组大鼠的肝脏呈黄褐色或深红色,表面暗淡且质地粗糙。与模型组相比,AE组和Gen组的肝脏外观有所改善

讨论

酒精性肝损伤是一种常见的肝脏疾病,对人类身体的多个方面产生影响。随着社会的发展,饮酒人数不断增加,酒精性肝疾病的发病率逐年上升[24]。饮酒不仅增加了患病和死亡的风险,还在一定程度上增加了社会危害[25][26]。急性酒精性肝损伤是酒精性肝疾病的初始阶段

作者贡献声明

王浩宇:撰写初稿、方法学设计、实验实施。张俊:撰写初稿、方法学设计、数据分析。李毅:方法学设计、实验实施、数据整理。陈玉秀:项目监督。严楠:撰写、审稿与编辑、数据可视化。罗中华:撰写初稿、项目管理、资金申请。刘云恩:撰写、审稿与编辑、项目管理。

资助

本研究得到了辽宁省科技计划联合项目(2024011888-JH3/4700)的支持。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

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