基于PI3K/Akt 信号通路探讨鹅不食草心菊内酯抑制肝纤维化的作用机制

PI3K/Akt signaling pathway plays an important role in the pathogenesis of hepatic fibrosis, which has been considered as a critical therapeutic target. In our previous studies, we have found that helenalin isolated from Centipeda minima significantly inhibited liver fibrosis in rats; and the latest experiment indicated that the protective mechanism of helenalin was probably related to the regulation of PI3K/Akt pathway. In this study, the effects of helenalin on LX-2 proliferation, apoptosis, cell cycle, collagens, as well as PI3K/Akt pathway will be detected. In addition, the animal model of hepatic fibrosis was induced by CCl4. To estimate the protective effects of helenalin, we will detect the biochemical markers, liver histopathology, profibrogenic cytokines, inflammatory factors, collagens, CYP2E1, liver cell apoptosis and PI3K/Akt pathway. In short, this study will investigate the protective mechanism of helenalin on hepatic fibrosis by detecting PI3K/Akt signaling pathway; it will provide the theoretical basis for the clinical treatment of hepatic fibrosis.

PI3K/Akt信号通路在肝纤维化发病机制中起重要作用，基于该靶点研究药物对肝纤维化的靶向治疗是一个理想途径。我们前期从鹅不食草分离得到单体化合物堆心菊内酯，并证实该化合物对肝纤维化有明确的改善作用。近期预试验表明其保肝机制可能与调控PI3K/Akt信号通路有关，这激发了我们极大兴趣和深入研究。本研究拟采用人肝星状细胞（LX-2），观察鹅不食草堆心菊内酯对LX-2增殖、凋亡、细胞周期、I、III 型胶原、PI3K/Akt 信号通路及相关上、下游调控因子的影响；并利用肝纤维化大鼠模型,了解鹅不食草堆心菊内酯对生化指标、肝组织病理、炎症因子、胶原、CYP2E1、信号通路中PI3K、Akt的表达及磷酸化水平，信号通路上、下游调控因子，及相关致纤维因子等的影响。本研究将以PI3K/Akt通路为靶向，阐明鹅不食草堆心菊内酯对肝纤维化的抑制作用机制，为其治疗肝纤维化提供实验依据和理论

肝纤维化（Hepatic fibrosis）是指由各种致病因素引起的慢性肝损伤所导致的肝内结缔组织异常增生（即纤维化），其最重要的病理特征是细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的过度沉积。治疗肝纤维化的关键是抑制肝星状细胞（hepatic stellate cells，HSCs）的活化。本课题组前期从中药鹅不食草（Herba Centipedae）中得到一种活性单体成分心菊内酯（Helenalin），本研究拟以PI3K/Akt和NF-κB信号通路为切入点，探讨Helenalin抗肝纤维化的作用及其机制。首先，我们采用CCl4诱导的大鼠肝纤维化模型研究Helenalin对肝纤维化的保护作用。实验发现，Helenalin能显著减轻大鼠肝损伤和肝纤维化程度。进一步的机制研究表明，Helenalin能减少胶原沉积、抑制NF-κB活化从而减轻炎症反应和氧化损伤，能抑制PI3K/Akt信号通路最终减少ECM的生成和沉积。其次，我们开展了体外细胞实验，选择了肝星状细胞HSCs（HSC-T6、LX-2和LO2细胞）作为本实验细胞模型。结果发现，Helenalin可明显抑制HSCs增殖、集落形成和细胞迁移；Helenalin显著抑制炎症相关蛋白的表达，减轻炎症反应；能够通过调控凋亡相关蛋白的表达，促进HSCs凋亡；调控MMPs/TIMPs的平衡，减少胶原沉积。进一步研究表明，Helenalin可抑制p-p65、IKKα、p-PI3K、p-Akt等的表达，从而阻滞PI3K/Akt和NF-κB信号通路。此外，过表达miR-200a后，实验发现Helenalin能够显著提高miR-200a表达、继而抑制PI3K/Akt和NF-κB信号通路，从而抑制HSCs活化增殖、并促进其凋亡。本项目初步证实鹅不食草心菊内酯对大鼠肝纤维化有明显的改善作用，其机制可能与调控miR-200a介导的PI3K/Akt和NF-κB信号通路有关。该项目先后发表5篇论文（其中，4篇SCI，1篇中文核心）、申请2项国家发明专利、获得1项省级自然科学奖二等奖、培养2名研究生，完全达到了项目申请时的预期目标。