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2026年8月31日,中国科学院上海药物研究所李燕、赵永旭团队联合江西中医药大学孟晓伟团队等,在Acta Pharmacologica Sinica (中科院2区,IF=10.4)在线发表题为“Stevioside promotes hepatocyte proliferation via YAP signaling in cholestatic disease”的研究论文。Acta Pharmacologica Sinica最新公布的2025 Journal Impact Factor为10.4,位列JCR Q1。论文于2025年12月3日投稿,2026年8月4日接收,并于2026年8月31日在线发表。
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论文通讯作者为中国科学院上海药物研究所李燕研究员、赵永旭研究员以及江西中医药大学孟晓伟。其中,李燕团队长期从事遗传谱系示踪和细胞命运可塑性研究,赵永旭团队主要聚焦肝脏代谢疾病干预靶点等方向。
该研究围绕胆汁淤积性肝损伤中的“损伤—修复”失衡展开。研究人员利用胆管结扎(bile duct ligation,BDL)模型、转录组测序以及遗传增殖示踪系统ProTracer发现,甜菊苷(stevioside)不仅能够减轻肝细胞坏死、炎症浸润和胆管反应,还能直接促进肝细胞进入增殖程序。尤其值得关注的是,甜菊苷并非简单地增加所有肝脏细胞的增殖,而是主要促进门周区Zone 1和中间区Zone 2肝细胞再生,同时抑制胆管上皮细胞和免疫细胞的异常扩增。
机制上,甜菊苷一方面抑制胆汁酸合成并增强基底外侧胆汁酸外排,减轻细胞内胆汁酸负荷;另一方面选择性激活肝细胞YAP信号,促进CCND1、CCNA2和CDK4等细胞周期相关分子表达,从而构建更有利于肝再生的微环境。
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【摘 要】
甜菊苷(stevioside)是一种具有多种生物活性的天然糖苷,在肝脏疾病中具有潜在应用价值,但其在胆汁淤积性肝损伤修复中的作用尚未得到充分研究。本研究旨在探讨甜菊苷对胆管结扎(bile duct ligation,BDL)诱导的胆汁淤积性肝损伤的再生促进作用及其潜在机制。
结果显示,采用甜菊苷90 mg/kg进行联合预处理和损伤后治疗,可明显减轻肝脏损伤,表现为肝组织坏死减少、炎症受到抑制、胆管反应减轻以及肝功能改善。值得注意的是,甜菊苷能够显著促进肝细胞增殖,其表现包括肝重/体重比升高、细胞周期调控因子Ccnd1和Ccna2表达上调,以及转录组中细胞增殖相关通路显著富集。
进一步利用遗传增殖示踪系统ProTracer发现,甜菊苷优先促进门周区(Zone 1)和中间区(Zone 2)肝细胞再生。与此相反,甜菊苷抑制了胆管上皮细胞和免疫细胞的扩增,从而共同减轻病理性胆管反应和炎症浸润。
机制研究显示,甜菊苷能够激活肝细胞中的Yes相关蛋白(Yes-associated protein,YAP)信号,并重塑胆汁酸代谢,两者共同形成有利于肝脏再生的微环境。此外,在本研究实验条件下,甜菊苷表现出良好的安全性,未观察到明显的肝毒性、纤维化或致瘤风险。
综上,研究表明甜菊苷能够通过YAP信号直接驱动具有区域特异性的肝细胞增殖,从而促进胆汁淤积性肝损伤修复,为胆汁淤积性肝病提供了一种具有新型作用机制的潜在干预策略。
01
研究背景及科学问题
胆汁淤积性肝病的主要特征是胆汁流动受阻以及具有细胞毒性的胆汁酸在肝脏中积聚,目前仍是临床治疗中的重要挑战。现阶段的治疗主要依赖熊去氧胆酸(ursodeoxycholic acid,UDCA)和奥贝胆酸等药物,但仍有相当一部分患者治疗反应不佳,并可能逐渐进展至需要肝移植的终末期肝病。
胆汁淤积性肝病的病理过程十分复杂,包括肝细胞凋亡、炎症细胞浸润、胆管反应以及纤维化等。因此,进一步阐明其发病机制并开发新的治疗策略仍具有重要意义。
胆管结扎(BDL)模型能够较好地模拟人类胆汁淤积性肝病的主要特征,包括从门周区域肝细胞损伤逐步发展至炎症浸润和桥接纤维化的时空变化过程。由于靠近胆管并最先暴露于高浓度毒性胆汁酸,门周区域,即Zone 1,是胆汁淤积过程中最容易受到损伤的肝脏区域。这种明显的空间异质性提示,针对不同肝小叶区域的病理变化实施干预可能具有重要意义。
肝再生是机体应对肝损伤的一种基础性代偿机制,但在胆汁淤积状态下往往受到抑制。肝再生涉及肝细胞生长因子/肝细胞生长因子受体(HGF/c-Met)、Wnt/β-catenin以及Hippo等多条信号通路的协同调控,这些通路共同决定肝细胞增殖。
然而,在慢性胆汁淤积过程中,持续发生的肝细胞损失往往超过再生能力,尤其是在胆汁酸能够抑制肝细胞再生的门周区域。Hippo-YAP通路近年来被认为是调节肝细胞增殖和器官大小的重要信号轴。当Hippo激酶级联反应失活时,YAP转位进入细胞核,与TEAD转录因子相互作用,进而启动Ctgf、Ccnd1和CycA等促进增殖和抗凋亡基因的表达。
甜菊苷是一种来源于甜叶菊(Stevia rebaudiana Bertoni)的天然二萜糖苷。除作为非热量甜味剂应用外,近年来研究还发现其具有抗炎、抗氧化和改善胰岛素敏感性等多种生物学作用。
在代谢性肝病中,甜菊苷被报道能够减轻肝脂肪变性,并通过调节Smad信号抑制肝星状细胞活化和纤维化。此外,甜菊苷还能够调节肠道菌群和胆汁酸代谢,而这两种因素均与胆汁淤积性肝损伤密切相关。然而,甜菊苷是否能够促进胆汁淤积性肝损伤后的肝再生,此前尚缺乏系统研究。
近年来,遗传谱系示踪技术的发展极大推动了肝再生研究。其中,ProTracer系统能够在体内连续、无偏倚地记录细胞增殖事件,克服传统静态检测只能观察某一时间点细胞状态的局限,并已被用于解析稳态和损伤修复过程中的肝细胞增殖模式。
基于甜菊苷已有的安全性和多重生物学活性,研究人员提出假设:甜菊苷可能同时发挥肝脏保护和促进再生作用。因此,本研究将经典药理学研究与基于ProTracer的遗传增殖示踪技术相结合,系统评估甜菊苷在BDL诱导的胆汁淤积性肝损伤中的作用,并进一步在细胞水平解析其对不同肝细胞群再生的影响及潜在分子机制。
02
重要发现及亮点
甜菊苷减轻CCl4诱导的急性肝损伤
研究首先利用四氯化碳(CCl4)诱导的急性肝损伤模型初步评价甜菊苷的肝保护作用。成年雄性野生型小鼠分为假手术组、载体对照组以及不同剂量甜菊苷组,甜菊苷剂量分别为30、60、90和120 mg/kg。
给药方案包括CCl4处理前连续3次预处理、损伤后12 h再次给药,并于CCl4注射24 h后采集组织。
生化检测显示,相较载体组,90和120 mg/kg甜菊苷均显著降低CCl4诱导的AST和ALT升高。组织学分析进一步发现,90和120 mg/kg组的肝损伤面积明显减少。
免疫荧光结果显示,CCl4损伤后肝组织中出现明显的巨噬细胞浸润,而甜菊苷处理可显著降低泛巨噬细胞标志物CD68和F4/80的染色信号。综合这些结果,甜菊苷能够剂量依赖性地减轻CCl4诱导的急性肝损伤,其中90 mg/kg表现出较为稳定而明显的保护作用,因此研究人员选择该剂量用于后续主要实验。
甜菊苷改善BDL诱导的胆汁淤积性肝损伤
随后,研究人员采用BDL模型评价甜菊苷对胆汁淤积性肝损伤的作用。该模型可出现肝细胞坏死、胆管反应、炎症浸润、早期纤维化以及血清胆汁淤积指标升高等典型病理表现。
成年雄性野生型小鼠随机分为假手术组、载体对照组和甜菊苷90 mg/kg治疗组。BDL手术前给予3次预处理,术后继续给予6次甜菊苷,并于末次给药后1天采集组织。
H&E染色显示,BDL后载体组和甜菊苷组均可观察到明显肝细胞坏死,但甜菊苷处理显著缩小坏死面积。同时,甜菊苷明显降低血清ALT、AST、总胆汁酸(TBA)、总胆红素(TBIL)和直接胆红素(DBIL)水平。
CK19免疫染色显示,BDL后出现显著胆管反应,而甜菊苷能够明显抑制这一变化。
Sirius Red染色提示BDL模型中存在明显胶原沉积。虽然甜菊苷组的纤维化面积在数值上有所降低,但差异未达到统计学显著性。与此同时,纤维化相关基因Col3a1和Acta2,以及活化肌成纤维细胞标志物αSMA和肝星状细胞标志物PDGFRα,在甜菊苷组与载体组之间均无显著差异。
另一方面,CD45和F4/80免疫染色显示BDL诱导明显炎症细胞浸润,而甜菊苷可显著抑制这一过程。值得注意的是,甜菊苷不仅减少iNOS阳性的M1型巨噬细胞,也减少CD206阳性的M2型巨噬细胞,提示其主要作用可能是降低肝脏中总体巨噬细胞负荷,而非单纯促进巨噬细胞从一种极化状态向另一种状态转变。
总体而言,甜菊苷能够明显减轻BDL诱导的胆汁淤积性肝损伤,主要表现为降低炎症浸润、缓解胆管反应并改善血清胆汁淤积相关指标;但在本研究观察时间范围内,并未显著改善肝纤维化。
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图1:甜菊苷减轻BDL损伤小鼠模型中的胆汁淤积性肝损伤。(a)评价甜菊苷对胆管结扎(BDL)损伤治疗作用的实验设计。(b)不同组小鼠肝组织H&E染色,右侧为损伤面积定量。(c)血清ALT、AST、TBA、TBIL和DBIL水平。(d)不同组肝组织CK19免疫染色,右侧为定量结果。(e)不同组肝组织Sirius Red染色,右侧为纤维化面积定量。(f)不同组肝组织Col3a1和Acta2 mRNA水平。(g)不同组肝组织αSMA和PDGFRα免疫染色,右侧为定量结果。(h)不同组肝组织CD45或F4/80免疫染色,右侧为定量结果。(i)不同组肝组织iNOS或CD206免疫染色,右侧为定量结果。(j)指定各组肝脏免疫相关基因的mRNA表达水平。Ste,甜菊苷;Veh,载体;ALT,丙氨酸氨基转移酶;AST,天冬氨酸氨基转移酶;TBA,总胆汁酸;TBIL,总胆红素;DBIL,直接胆红素。比例尺=100 μm。数据以均值±SEM表示(n=5–10)。*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,****P<0.0001;ns表示差异无统计学意义。
联合预处理与损伤后治疗是更优的甜菊苷给药策略
为系统比较不同给药方案,研究设计了3种策略。
策略1为预处理方案:BDL前给予6次90 mg/kg甜菊苷,BDL后第7天采集组织。策略2为损伤后治疗方案:BDL后给予6次甜菊苷,并于术后第7天采集组织。策略3为联合治疗方案:BDL前给予3次甜菊苷,随后实施BDL,术后再给予6次甜菊苷,于BDL后第7天采集组织。
H&E染色结果显示,与单纯预处理或单纯术后治疗相比,策略3更有效地降低肝组织坏死。3种治疗策略均可不同程度减轻胆管反应,但均未显著改善纤维化。
在炎症方面,3种方案均降低CD45阳性免疫细胞浸润,其中策略3的作用最为明显。生化分析同样显示,策略3在改善ALT、AST、TBA、TBIL和DBIL等指标方面总体表现最佳。因此,研究认为联合预处理和损伤后持续治疗能够提供较为充分的肝保护作用。
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图2:不同甜菊苷给药策略对胆管结扎(BDL)损伤小鼠模型作用的比较。(a)不同甜菊苷给药策略的实验设计。策略1:BDL损伤前给予6次甜菊苷预处理,损伤后第7天采集肝组织;策略2:BDL损伤后给予6次甜菊苷,损伤后第7天采集肝组织;策略3:BDL损伤前给予3次甜菊苷预处理,BDL后再给予6次甜菊苷,损伤后第7天采集肝组织。(b)不同组肝组织H&E染色,右侧为损伤面积定量。(c)不同组肝组织CK19免疫染色,右侧为CK19阳性细胞定量。(d)不同组肝组织Sirius Red染色,右侧为纤维化面积定量。(e)不同组肝组织CD45免疫染色,右侧为CD45阳性细胞定量。(f)血清ALT、AST、TBA、TBIL和DBIL水平。Ste,甜菊苷;Veh,载体;ALT,丙氨酸氨基转移酶;AST,天冬氨酸氨基转移酶;TBA,总胆汁酸;TBIL,总胆红素;DBIL,直接胆红素。比例尺=100 μm。数据以均值±SEM表示(n=8–10)。**P<0.01,***P<0.001,****P<0.0001;ns表示差异无统计学意义。
研究人员随后进一步比较60、90和120 mg/kg三个剂量。结果显示,90和120 mg/kg均表现出较明显的肝保护作用,而60 mg/kg整体作用较弱。值得注意的是,将剂量提高至120 mg/kg并没有带来超越90 mg/kg的额外稳定获益,而且不同剂量均未明显改善BDL诱导的肝纤维化。
综合组织病理学、免疫荧光和生化指标,90 mg/kg在减轻肝坏死、胆管反应及炎症方面表现最稳定,因此后续实验均采用90 mg/kg。
甜菊苷促进BDL损伤后的肝细胞增殖和肥大
研究中一个非常明显的表型是,与假手术组和载体组相比,90 mg/kg甜菊苷处理后的BDL小鼠肝脏明显增大。全肝成像及肝重/体重比分析进一步证实这一现象。
与此同时,甜菊苷处理显著提高细胞增殖标志物Mki67的mRNA表达,提示肝组织存在更加活跃的增殖反应。
为进一步解析这种变化,研究人员对载体组和甜菊苷组肝组织开展RNA测序。在差异表达基因中,Ccnd1、Ccnd2等多种细胞增殖相关基因明显上调。以倍数变化>1.5且P<0.05为筛选标准,共获得969个差异表达基因,其中593个上调、376个下调。
GO富集分析显示,上调基因显著富集于“上皮细胞增殖调控”“再生”和“细胞生长调控”等生物学过程。基因集富集分析(GSEA)进一步显示,与载体组相比,甜菊苷组G2/M细胞周期和有丝分裂相关基因集显著增强。RT-qPCR也验证了Ccnd1和Ccna2表达升高。
随后,研究通过成熟肝细胞标志物HNF4α与EdU共染进一步验证肝细胞增殖。结果显示,甜菊苷组EdU+HNF4α+双阳性肝细胞数量明显增加,直接证明甜菊苷能够促进BDL损伤后的肝细胞增殖。
此外,β-Catenin膜染色及细胞面积定量显示,甜菊苷还可促进肝细胞体积增大。因此,甜菊苷导致的肝脏增大同时涉及肝细胞增殖和肝细胞肥大。
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图3:甜菊苷通过促进肝细胞增殖和肥大改善BDL诱导的肝损伤。(a)指定各组肝脏的整体明场图像,右侧为肝重/体重比(LBR)定量。(b)不同组Mki67 mRNA的相对表达水平。(c)BDL后载体组与甜菊苷组之间转录组变化的火山图。(d)甜菊苷组相对于载体组的上调和下调基因。(e)甜菊苷组相对于载体组上调基因的GO生物学过程富集分析。(f)增殖相关基因集的基因集富集分析(GSEA)。(g)增殖相关基因热图。(h)不同组Ccnd1和Ccna2的mRNA表达水平。(i)肝组织HNF4α和EdU代表性免疫染色图像,绿色箭头指示EdU+HNF4α+肝细胞。(j)每个视野EdU+HNF4α+肝细胞数量定量。(k)肝组织β-Catenin代表性免疫染色,右侧为白框区域放大图。(l)每个视野细胞大小定量。Ste,甜菊苷;Veh,载体。比例尺:黄色=2 mm,白色=100 μm。数据以均值±SEM表示(n=3–5)。*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,****P<0.0001。
ProTracer遗传增殖示踪证实甜菊苷促进肝细胞再生
为了避免单纯依赖Ki67或EdU等瞬时增殖指标,研究进一步引入ProTracer遗传增殖示踪系统,对损伤和修复过程中的细胞增殖进行连续记录。
该系统由R26-DreER、Ki67-CrexER和R26-LSL-GFP三种转基因小鼠构建而成。给予他莫昔芬后,Dre-Rox重组首先将Ki67-CrexER转换为Ki67-Cre。当细胞进入增殖状态并启动Ki67启动子后,Cre进一步介导R26-LSL-GFP位点重组,使这些增殖细胞及其后代永久表达GFP。因此,与只能反映某一时点增殖情况的检测方法不同,ProTracer能够记录一定时间窗口内发生过的增殖事件。
在实验中,研究人员首先给予他莫昔芬启动ProTracer系统。示踪启动1周后,进行甜菊苷或载体处理,并建立BDL模型。
全肝荧光成像结果显示,BDL组GFP信号较假手术组增强,符合损伤诱导细胞进入细胞周期的特征;而甜菊苷组GFP信号最为明显。进一步进行GFP与HNF4α共染发现,甜菊苷处理后HNF4α+GFP+肝细胞明显增加,再次证明甜菊苷促进肝细胞增殖。
研究还分析了不同非实质细胞群。CK19用于标记胆管上皮细胞,CD31用于标记内皮细胞,CD45用于标记免疫细胞,PDGFRα用于标记成纤维细胞。
BDL后CK19+GFP+细胞明显增加,提示胆管上皮细胞增殖并形成胆管反应;甜菊苷则显著减少CK19+GFP+细胞。CD31+GFP+细胞在各组间未出现明显差异。甜菊苷还显著减少CD45+GFP+免疫细胞,但对PDGFRα+GFP+成纤维细胞增殖无显著影响。
因此,甜菊苷对不同肝脏细胞群的作用并不相同:它促进肝细胞增殖,却同时抑制胆管上皮细胞和免疫细胞的病理性扩增,从而有助于改善胆管反应和炎症浸润。
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图4:增殖示踪显示,甜菊苷在BDL诱导的肝损伤后促进肝细胞增殖,同时抑制胆管细胞或免疫细胞增殖。(a)ProTracer(R26-DreER;Ki67-CrexER;R26-LSL-GFP)系统示意图,增殖细胞可被GFP标记。(b)Ki67命运图谱记录从T1至Tn期间发生的所有细胞增殖事件,每个绿色方块代表一个Ki67+细胞及其后代。(c)用于评价甜菊苷促进BDL损伤后细胞增殖作用的实验策略示意图。(d)Masson染色证实ProTracer小鼠BDL模型成功建立,箭头指示纤维化区域。(e)不同组肝脏整体荧光图像。(f)不同组肝组织HNF4α和GFP免疫染色,右侧为白框区域高倍放大图。(g)不同组GFP+HNF4α+肝细胞定量。(h)三组ProTracer小鼠肝组织中GFP与其他细胞谱系标志物的免疫染色,包括CK19(胆管细胞)、CD31(内皮细胞)、CD45(免疫细胞)以及PDGFRα(成纤维细胞);箭头指示GFP+与相应标志物阳性的共定位细胞。(i–l)多个细胞谱系中GFP+标志物+细胞的定量。Ste,甜菊苷;Veh,载体。比例尺:黄色=2 mm,白色=100 μm。数据以均值±SEM表示(n=5)。*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,****P<0.0001;ns表示差异无统计学意义。
甜菊苷以区域特异性和损伤响应性方式促进肝细胞增殖
肝小叶具有明显的空间代谢分区。本研究将其划分为三个区域:门周区Zone 1,以E-Cadherin(E-CAD)阳性为特征,围绕门静脉分布;中央静脉周围区Zone 3,以谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)阳性为特征;Zone 2位于二者之间,呈E-CAD−GS−表型。
在BDL诱导的胆汁淤积性损伤中,由于最接近胆管并直接暴露于毒性胆汁成分,Zone 1肝细胞发生的损伤和死亡尤为明显。
ProTracer肝组织GFP、E-CAD和GS共染显示,无论假手术组、BDL载体组还是甜菊苷组,大部分GFP阳性细胞均集中于Zone 2,说明Zone 2本身就是肝细胞增殖较活跃的区域。
更重要的是,与假手术组和载体BDL组相比,甜菊苷显著增加Zone 1中的GFP阳性肝细胞数量。考虑到Zone 1恰好是BDL后胆汁酸相关损伤最严重的区域,这一结果提示甜菊苷能够针对受损区域增强肝细胞再生。
相比之下,Zone 3各组之间的肝细胞增殖并无显著差异。因此,甜菊苷表现出明显的空间选择性:其主要促进Zone 2增殖,同时在发生胆汁淤积性损伤时进一步募集Zone 1肝细胞进入再生程序。
研究人员还在健康肝脏中进行了验证。没有BDL损伤时,甜菊苷同样能够增加肝细胞增殖,但GFP信号主要局限于Zone 2,Zone 1并未明显增加。与BDL状态下Zone 1和Zone 2均增强形成鲜明对比,进一步支持甜菊苷具有“损伤响应性”的区域再生特征。
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图5:甜菊苷促进BDL损伤肝脏中的区域特异性肝细胞增殖。(a)从门周区至中央静脉周围区三个肝脏区域的示意图。Zone 1为E-CAD+,Zone 3为GS+,Zone 2为E-CAD−GS−。(b)三组肝组织HNF4α免疫染色,箭头指示坏死区域。(c)肝组织GFP、E-CAD(Zone 1标志物)和GS(Zone 3标志物)免疫染色。(d)甜菊苷促进三个肝小叶区域细胞增殖的示意图。(e)三个肝小叶区域GFP+细胞数量定量。Ste,甜菊苷;Veh,载体;PV,门静脉;CV,中央静脉。比例尺=100 μm。数据以均值±SEM表示(n=5)。****P<0.0001;ns表示差异无统计学意义。
甜菊苷通过激活肝细胞YAP信号并重塑胆汁酸代谢促进肝再生
为了寻找甜菊苷促进肝细胞再生的分子机制,研究人员重新分析了转录组数据。结果发现,甜菊苷处理后YAP信号相关基因明显上调,包括经典YAP/TEAD转录靶基因Ccn1和Ccnd1,以及细胞周期调节因子Cdk4。
由于甜菊苷对不同细胞群产生了方向不同的作用——促进肝细胞增殖,却抑制胆管上皮细胞和免疫细胞扩增——研究人员进一步将肝细胞与非实质细胞(non-parenchymal cells,NPCs)分离,以判断YAP信号是否存在细胞类型特异性。
Western blot结果显示,在肝细胞中,甜菊苷显著提高YAP及其下游效应分子CCNA2、结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)、CCND1以及细胞周期调控因子CDK4的蛋白水平,证实YAP信号被激活。
但在非实质细胞中,甜菊苷并未显著提高YAP、CCNA2、CCND1和CDK4表达。相反,CTGF明显下降。这一点可能具有重要意义,因为CTGF既可以促进胆管纤维化过程中的胆管上皮细胞增殖,也能够促进炎症细胞募集。因此,非实质细胞CTGF下降可能部分解释了甜菊苷为何能够同时减少胆管上皮细胞和免疫细胞的扩增。
此外,AML12肝细胞免疫染色显示,甜菊苷处理后YAP在细胞核中的积聚增加,进一步支持YAP被激活。
考虑到毒性胆汁酸积聚是胆汁淤积时抑制肝再生的重要因素,研究进一步分析了甜菊苷是否同时改变胆汁酸代谢。
转录组结果显示,甜菊苷系统性重塑了参与肝脏胆汁酸稳态的基因表达。与BDL载体组相比,甜菊苷下调Cyp7a1、Cyp8b1和Cyp27a1等关键胆汁酸合成酶,从源头减少新生胆汁酸合成。
与此同时,甜菊苷上调Abcc4、Slc51a和Slc51b等替代性基底外侧外排转运体。其中,Cyp27a1/CYP27A1下调以及窦状隙侧清除泵Abcc4/MRP4在mRNA和蛋白水平明显升高,提示甜菊苷通过“减少合成+增强外排”的双重方式减轻细胞内胆汁酸负荷。
综合来看,甜菊苷通过两条相互配合的途径促进胆汁淤积性肝损伤修复。一方面,它抑制胆汁酸合成并促进基底外侧胆汁酸外排,降低肝细胞内毒性胆汁酸负荷;另一方面,它选择性促进肝细胞YAP核转位,诱导CCND1、CCNA2和CDK4等细胞周期效应分子表达,进而促进Zone 1和Zone 2肝细胞的区域特异性再生。
与此同时,甜菊苷还伴随非实质细胞CTGF下降,并抑制胆管上皮细胞及免疫细胞的异常扩增。上述代谢调节、肝实质再生和炎症/胆管反应抑制共同改善了BDL损伤后的肝脏结构和功能。
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图6:YAP信号通路调控BDL模型中甜菊苷诱导的肝细胞增殖。(a)YAP信号通路相关基因热图。(b)从BDL损伤肝脏中分离肝细胞和非实质细胞。(c)BDL损伤小鼠接受载体或甜菊苷处理后,肝细胞中YAP、YAP下游靶蛋白及增殖相关蛋白的Western blot及定量分析。(d)BDL损伤小鼠接受载体或甜菊苷处理后,非实质细胞中YAP、YAP下游靶蛋白及增殖相关蛋白的Western blot及定量分析。(e)AML12细胞经载体或甜菊苷处理后的YAP免疫染色。(f)甜菊苷促进BDL损伤后肝脏修复的工作模型。Ste,甜菊苷;Veh,载体。比例尺=100 μm。数据以均值±SEM表示(n=3)。*P<0.05,***P<0.001,****P<0.0001;ns表示差异无统计学意义。
甜菊苷在实验条件下未表现出明显肝毒性或致瘤风险
考虑到促进肝细胞增殖可能带来的安全性问题,研究进一步对90 mg/kg治疗剂量进行了系统评估。
成年雄性小鼠连续5天接受甜菊苷、载体或不接受处理,并在最后一次给药后1天处死。Sirius Red染色未显示甜菊苷诱导肝纤维化,AST、ALT、TBA、TBIL和DBIL等肝损伤指标在各组间也没有明显差异。
研究人员随后对多个器官进行了整体成像和H&E染色。甜菊苷处理组没有观察到肿瘤形成,组织病理学检查也未发现明显炎症浸润或其他异常改变。
为了评估肝细胞增殖作用是否具有持续性,研究人员在最后一次甜菊苷处理后1个月再次观察BDL小鼠。此时,甜菊苷组与载体组的肝重/体重比已经没有显著差异,EdU/HNF4α共染显示肝细胞增殖水平也无显著差异。
增殖相关基因分析显示,Ccnd1没有明显变化,而Mki67和Ccna2在甜菊苷组反而降低。此外,早期肿瘤相关标志物Gpc3、Spp1和Afp的mRNA水平在两组之间没有显著差异。
因此,在本研究的实验剂量和观察条件下,甜菊苷诱导的促增殖作用具有暂时性,可在1个月内消退,并未观察到肝毒性、肝纤维化、明显系统性炎症或肿瘤形成相关证据。需要强调的是,这些结果来自小鼠实验,不能直接等同于人体长期用药安全性。
【贡献】★★★★★
本研究表明,甜菊苷是一种具有新型作用机制的胆汁淤积性肝病潜在干预候选物。甜菊苷能够重塑胆汁酸代谢,并通过YAP信号促进区域特异性的肝细胞再生;结合其既有的安全性特征,这种作用模式形成了一种兼顾修复受损肝组织和减轻继发性损伤反应的双重干预策略。
未来仍需进一步明确甜菊苷的直接分子靶点,并在慢性胆汁淤积模型中评价其长期疗效,以进一步推动这一候选化合物的临床转化。同时,本研究所采用的ProTracer系统也具有更广泛的药理学研究价值,可作为探索其他病理状态下组织再生机制的重要研究工具。
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