矢车菊素-3-O-葡糖糖苷通过PINK1介导的线粒体自噬发挥保肝作用

非酒精性脂肪肝病NAFLD全球患病率25.24%,可能发展为非酒精性脂肪肝炎,肝硬化或肝癌。线粒体通过底物氧化、三羧酸循环、ROS产生等参与肝脏能量代谢稳态调节,有研究报道NAFLD患者和小鼠肝脏中功能障碍线粒体积累。线粒体自噬是一种线粒体特异性的自噬形式,可清除受损线粒体维持细胞稳态。黄酮类化合物矢车菊素-3-O-葡萄糖苷(C3G)是花青素的主要成分之一,吉林大学研究团队发现C3G可通过促进PINK1介导的线粒体自噬缓解肝脏氧化应激,NLRP3炎症小体激活,脂肪变性,改善NAFLD小鼠全身葡萄糖代谢。

首先于整体动物水平发现C3G可以改善高脂喂养小鼠肝脏脂肪变性的情况,胆固醇合成、脂肪酸摄取相关基因下调,脂肪酸β氧化基因上调,降低了HFD小鼠空腹血糖和胰岛素水平。

NAFLD小鼠和患者肝脏细胞及棕榈酸刺激的AML-12细胞中C3G均降低了NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18水平。

超负荷的脂肪酸对线粒体会产生脂毒性,导致线粒体功能紊乱和氧化应激。C3G可降低NAFLD小鼠肝脏H2O2,上调线粒体功能调节因子表达,减少ROS产生。NAFLD患者肝细胞受损线粒体积累,表现为电镜下线粒体肿胀和嵴破裂,线粒体标记物TOM20,COX Ⅳ高表达,而C3G可以逆转这一现象。

线粒体自噬过程由PINK1-Parkin级联反应触发,NAFLD小鼠肝脏线粒体蛋白PINK1、Parkin、LC3-Ⅱ减少,线粒体自噬受到抑制。C3G作用下上述蛋白表达升高,表明NAFLD状态下线粒体自噬增强。

PINK1敲低后C3G失去清除受损线粒体的功能,C3G作用下PINK1、Parkin、LC3-Ⅱ蛋白的升高也有所下降,PINK1的过表达则一定程度上增强了线粒体自噬。线粒体外膜蛋白TOM20和内膜蛋白COX Ⅳ是线粒体标记物,二者与PINK1或LC3的共定位代表了线粒体自噬的发生。体外棕榈酸刺激下细胞PINK1与TOM20共定位的减少可被C3G恢复。

肝脏PINK1依赖的线粒体自噬阻断后,C3G对HFD小鼠肝脏脂肪变性,全身糖代谢的改善作用,NLRP3炎症小体的抑制作用也随之阻断。文章结果表明PINK1介导的的线粒体自噬在C3G改善NAFLD中发挥着重要作用,对线粒体自噬成为NAFLD治疗靶点或许会有新的启发。

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