FSHW | 雪菊黄酮预防四氯化碳诱导的大鼠肝纤维化中的作用

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Introduction

雪菊（Coreopsis tinctoria）是一种高原地区常见的可食用菊科植物，富含多酚类化合物，其主要活性成分包括马里苷（marein）、黄诺马苷（flavanomarein）和各种咖啡酰奎宁酸衍生物。已有研究表明，雪菊具有多种保健作用，如显著的抗氧化、抗衰老、血管舒张和降血压、降血糖等效应。例如，在高脂饮食诱导的大鼠模型中，雪菊提取物通过抑制葡萄糖-6-磷酸酶和PEPCK表达，改善了肝脏脂肪变和胰岛素稳态。此外，雪菊多酚提取物在急性肝损伤模型中也表现出显著的保肝作用，可降低血清ALT、AST和脂质过氧化产物MDA的水平，并提高谷胱甘肽（GSH）含量，从而减轻肝损伤。然而，目前关于雪菊及其活性成分在慢性肝纤维化中的防护作用及其分子机制尚未明确，为此本研究制备了以马里苷为主要成分的雪菊类黄酮提取物（CF），探讨其对四氯化碳诱导的大鼠肝纤维化模型的预防作用及相关机制。

实验方法

CF提取
取自中国新疆产的干燥雪菊花朵，100 g样品以70%乙醇回流提取2 h，重复3 次后合并滤液浓缩。将粗提物用水重悬并依次用石油醚、醋酸乙酯和正丁醇分配，收集正丁醇层浓缩干燥，得富含马里苷的雪菊类黄酮提取物CF（5.2 g）。反相HPLC分析表明，该CF中马里苷含量高达65.2%，黄诺马苷20.3%，异乌喃核素2.1%，另含氯原酸（3.3%）和3,5-二-O-咖啡酰奎宁酸（4.1%）等。

动物模型及分组
实验选用6周龄SD雌性大鼠，体重150~200 g，随机分为5 组（每组8 只）：对照组（仅注射玉米油）、CCl₄模型组（注射CCl₄）、水飞蓟素阳性对照组（20 mg/kg）、CF低剂量组（100 mg/kg）和CF高剂量组（300 mg/kg）。经7 天适应性饲养后，对照组腹腔注射等量玉米油（0.1 mL/100 g），其他各组腹腔注射40% CCl₄/玉米油混悬液（0.1 mL/100 g）以诱导肝纤维化。给药组大鼠每日灌胃给予相应剂量水飞蓟素或CF悬液，对照组和模型组灌胃等体积蒸馏水。持续给药8 周后，禁食24 h处死大鼠，采集血液和肝组织用于后续检测。

检测指标
分离血清后，使用商业试剂盒测定血清转氨酶（ALT、AST）以及抗氧化指标GSH、SOD和脂质过氧化产物MDA。肝组织取左叶一部分，分别做石蜡包埋切片，采用苏木素-伊红（H&E）染色观察一般组织学改变，并用Sirius红染色评估胶原纤维沉积（按METAVIR评分评估纤维化程度）。此外，对肝组织进行免疫组化检测（如波形蛋白desmin等HSC标志物）和RT-PCR检测纤维化相关基因（如MMP2、MMP9）表达；采用ELISA法测定血清中TNF-α、IL-17和TGF-β1水平；Western blot检测肝组织中α-SMA、TGF-β1、ERK1/2、p-ERK1/2、Smad1/2及p-Smad1/2等蛋白的表达。

主要研究发现

改善肝功能和氧化应激

CCl₄处理后，模型组大鼠血清ALT和AST明显升高，分别比对照组增加约5.7 倍和6.5 倍，提示严重肝损伤。同时，肝组织内GSH和SOD含量显著下降，MDA显著升高（见表1），说明氧化应激增强。与之相比，CF给药（100 和300 mg/kg）明显缓解了这些变化：血清ALT、AST水平显著降低，GSH、SOD活性明显提高，肝组织MDA含量显著下降，且呈剂量依赖性。例如，高剂量CF组肝组织SOD活性较模型组提高约4.3 倍，GSH较模型组恢复了126.5%，肝MDA显著降低63.6%。这些结果表明CF通过抗氧化作用减轻了CCl₄诱导的氧化损伤。

抑制炎症因子表达

CCl₄诱导的肝损伤伴随明显炎症反应。ELISA结果显示，模型组血清TNF-α水平较对照组增加约9.2 倍，而IL-17增加3.7 倍。CF处理后，上述炎症因子水平显著下降：100和300 mg/kg组分别将TNF-α减少约1.3 倍和2.1 倍，将IL-17减少约1.4 倍和1.9 倍（P < 0.01）。此外，TGF-β1作为促纤维化关键因子，模型组血清和肝组织中TGF-β1表达分别较对照组增加约4.4 倍和2.6 倍。CF给药显著抑制了TGF-β1的升高，高剂量组血清TGF-β1仅为对照组的2.0 倍（对照组定义为1），提示CF有效抑制了炎症和纤维化相关因子的表达。

抑制肝星状细胞活化及纤维化标志物

CCl₄刺激下，肝星状细胞（HSC）被激活并分泌大量细胞外基质。免疫荧光染色发现，CCl₄组肝组织中HSC标志蛋白波形蛋白（desmin）表达明显增多，而CF组明显减少。相应地，Western blot分析显示CCl₄显著提高了肝脏α-SMA表达，而CF处理可有效抑制α-SMA的产生。同时，CCl₄组肝组织中MMP2和MMP9 mRNA水平分别较对照组升高约10.5 倍和5.3 倍；而CF给药显著下调了这2 种MMP基因的表达。这些结果表明，CF能够阻断HSC活化和纤维化标志物的上调，从而抑制纤维化进程。

阻断TGF-β/ERK/Smad信号通路

TGF-β/Smad信号通路是肝纤维化的主要调控通路。Western blot结果显示，CCl₄处理后肝组织中TGF-β1、ERK1/2、p-ERK1/2、Smad1/2、p-Smad1/2等蛋白表达明显增高。CF给药能显著下调这些蛋白的表达水平，高剂量组效果更强。综上，CF可通过减弱TGF-β信号的激活，降低ERK1/2和Smad1/2的磷酸化水平，从而阻断了TGF-β/ERK/Smad促纤维化通路。

结论与意义

本研究系统评估了以马里苷为主的雪菊黄酮（CF）对CCl₄诱导大鼠肝纤维化的保护作用及机制。结果表明，CF具有显著的抗氧化和抗炎作用，能够改善肝功能，减少氧化应激和炎症介质，并抑制肝星状细胞活化和纤维化相关信号通路（TGF-β/ERK/Smad）的过度激活。因此，作为一种天然植物类黄酮提取物，雪菊CF在预防和治疗肝纤维化方面具有潜在的应用价值，为开发新型抗纤维化药物提供了实验依据

第一作者简介

过利敏，女，北京师范大学理学博士，现为新疆维吾尔自治区农业科学院农产品加工研究所副研究员，硕士生导师，主要研究方向为新疆特色药食资源的质量评价，天然产物多酚的鉴定与分离纯化，及其在食品抗糖化、抗羰基应激及防治糖尿病并发症的作用及机制相关研究。目前主持国家自然基金1 项，主持新疆杰出青年基金、国际合作与区域协同创新项目、新疆科技厅重点研发专项课题等多项，在国内外期刊发表学术论文30余篇，其中SCI收录14 篇，第一或共一作者论文15 篇，授权国家发明专利2 项，是Journal of Future Foods期刊青年编委。

通信作者简介

王利文，河北农业大学食品科技学院副教授、硕士生导师。获批“燕赵英才A卡”，“科创中国”保定青年智库专家。主要研究方向为食品营养与功能性食品化学，包括淀粉类主食产品加工研究、果蔬加工副产物中天然功能因子功效评价及保健功能食品的开发创制。现主持国家自然科学基金青年项目1 项，河北省自然科学基金春晖人才项目1 项，河北省教育厅高等学校科学研究青年拔尖项目1 项，同时参研国家自然基金区域创新发展联合基金重点项目、国家“十四五”重点研发计划、河北省重点研发计划等多项国家级、省级科研项目课题。以第一作者或通信作者在国内外学术期刊发表多篇科研论文，其中SCI收录20余篇，参编英文著作1 部，授权国家发明专利1 件。兼任国际食物营养与安全协会秘书，国际SCI期刊《Food Science and Human Wellness》、《International Journal of Food Science and Technology》青年编委、荣誉副编辑等工作。

Anti-fibrotic effects of marein-enriched Coreopsis tinctoria flavonoids on CCl4-induced hepatic fibrosis in rats via blocking the TGF-β1/Smad signaling pathway

Limin Guoa,b,1, Wenyu Zhanga,1, Liwen Wangc,*, Junfeng Shend, Chi-Tang Hoe, Shiming Lid,e,*

aInstitute of Agro-Products Storage and Processing, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China

bXinjiang Key Laboratory of Agro-Products Processing and Storage, Urumqi 830091, China

cCollege of Food Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China

dCollege of Biology and Agricultural Resources, Huanggang Normal University, Huanggang 438000, China

eDepartment of Food Science, Rutgers University, New Brunswick 08901, USA

1Authors contributed equally.

*Corresponding authors.

Abstract

Coreopsis tinctoria Nutt., an edible flowering plant, belongs to the Chrysanthemum family and is mainly grown at high altitudes in Northwestern China. It is rich in polyphenolic compounds, particularly marein and flavomarein, and possesses multiple health-promoting properties, such as antioxidant, hypoglycemic and vasorelaxant effects. Previous bioactivity investigations majorly focused on C. tinctoria and its crude extract. The aim of the present study was to prepare marein-dominant C. tinctoria flavonoids (CF), further investigate the CF protective effects of liver fibrosis induced by carbon tetrachloride and elucidate the associated molecular mechanisms. Results have demonstrated that CF effectively attenuated hepatofibrogenesis by increasing the activity of glutathione (GSH) and superoxide dismutase (SOD); suppressing the hepatic stellate cell (HSC) activation, inhibiting transforming growth factor β (TGF-β) activation and the production of α-smooth muscle actin (α-SMA), alleviating the phosphorylation of extracellular signal-regulated kinases1/2 (ERK1/2) and small mothers against decapentaplegic1/2 (Smad1/2), thus maintaining the collagen metabolic homeostasis in the liver. Our study revealed that CF possesses an efficacious protective effect against chronic hepatic fibrosis due to their strong inhibitory effects of oxidative stress and chronic inflammation.

Reference:

GUO L M, ZHANG W Y, WANG L W, et al. Anti-fibrotic effects of marein-enriched Coreopsis tinctoria flavonoids on CCl4-induced hepatic fibrosis in rats via blocking the TGF-β1/Smad signaling pathway[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(9): 9250499. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250499.

本文编译内容由作者提供

编辑：王佳红；责任编辑：孙勇

封面图片：图虫创意

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