基于FGF21靶点的天然小分子化合物橙黄决明素抗脂肪肝机制研究

There are few drugs used to treat Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) with uncertain effect. In former study we successfully screened out a natural monomeric compound-aurantio obtusin, which showed a strongest effect in reducing intracellular lipid level. we detected the expressions of the main genes related with lipid metabolism and found that FGF21 might be the most likely target of Aurantio obtusin. FGF21 is an endocrine hormone mainly synthesized and specifically functioned in liver, promoting lipid oxidation, inhibiting lipid synthesis and relieving insulin resistance. We found no significant effect of aurantio obtusin in reducing intracellular lipid level in the cell strains which was inhibited the expression of FGF21 by lentivirus transfection. In this study we mainly focus on the following aspects: 1. To verify that aurantio obtusin possesses a strong anti-NAFLD capability; 2. To investigate the specific mechanisms of aurantio obtusin regulating FGF21-PCG1a-UCP1 signal axis. We aim to establish new evidences for anti-NAFLD drug development of aurantio obtusin and help provide novel ideas for FGF21 targeted anti-NAFLD study.

目前非酒精性脂肪肝(NAFLD)治疗的药物非常有限，且效果不确定。在前期工作中，我们通过细胞实验筛选出一种降低肝细胞脂质效果最显著的中药单体-橙黄决明素，并在高脂饲料喂养的脂肪肝小鼠模型中发现其具有良好的抗脂肪肝效果。我们检测了与脂质调节相关的主要基因，初步判断橙黄决明素的作用靶点可能是成纤维细胞生长因子21(FGF21)。FGF21是主要由肝脏合成，并能特异性作用于肝脏的内分泌激素，可促进肝脏脂质氧化，抑制脂质合成，改善胰岛素抵抗。我们通过慢病毒转染FGF21 shRNA沉默其在细胞中的表达后，发现橙黄决明素无法再降低细胞内脂质水平。本课题主要聚焦于：1.明确橙黄决明素具有较强的抗脂肪肝效果；2.研究橙黄决明素通过FGF21-PCG1a-UCP1轴等抗脂肪肝的具体调控机制。本课题旨在为橙黄决明素成为治疗NAFLD的新药提供依据，并为以FGF21为靶点的抗脂肪肝研究提供新思路。

本课题组在成功筛选出抗脂肪肝中药单体橙黄决明素的基础上，成功构建了：1、FGF21过表达及沉默的肝细胞模型；2、携带 FGF21基因沉默组小鼠并建立稳定的脂肪肝动物模型。并在体内和体外实验中分别证明橙黄决明素对于脂肪酸/高脂饮食诱导的肝细胞损伤具有保护作用：在细胞实验中，证实随着橙黄决明素含量的增高，细胞内脂滴数量减少，在FGF21高表达组和敲除组的细胞中可以明显发现甘油三酯水平，氧化应激水平，促炎因子水平以及脂滴数量有显著性差异；我们采用qRT-PCR 的方法分析了多个脂肪代谢相关基因，发现FGF21和PGC-1ɑ的转录水平变化明显且较为一致。在小鼠动物模型实验中，橙黄决明素保护组的小鼠肝脏的形态明显接近正常组小鼠肝脏的表达，肝脏及血液中肝酶水平、各种脂质相关代谢水平，和炎症因子水平也较模型组有显著差异，橙黄决明素确能保护脂肪肝小鼠肝脏，减轻脂质代谢引起的炎症损伤，及线粒体功能紊乱和氧化应激水平，FGF21沉默后脂肪肝小鼠的肝脏中脂质含量及纤维化程度明显升高，而橙黄决明素原本对其保护作用也被抑制。进一步检测后我们发现，相关炎症及纤维化因子如col-1α，TGF-β，α-SMA，CTGF等蛋白及mRNA水平在FGF21沉默组中均显著升高。我们对橙黄决明素注射与未注射组小鼠肝组织脂质含量进行检测后，发现FGF21、PGC1α、UCP1等蛋白和mRNA水平明显升高，同时免疫共沉淀方法提示橙黄决明素作用通路为FGF21-PGC1α。本研究已明确橙黄决明素对于肝细胞的抗脂质损伤作用主要依赖于FGF21/PGCα通路。