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過氧化物酶體β-氧化和脂噬在砷致肝損傷及LA保護(hù)中的作用
發(fā)布時(shí)間： 2025-07-31 點(diǎn)擊次數(shù)： 1197次各位讀者好，今天為大家?guī)硪黄褂镁C合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)等前沿研究手段來研究α-硫xin酸（LA）在砷誘導(dǎo)雞肝損傷中的保護(hù)作用、潛在靶點(diǎn)和機(jī)制的高分文章，是由山西農(nóng)大張建海教授團(tuán)隊(duì)2025年1月在Advanced Science發(fā)表的，題為“α-Lipoic Acid Ameliorates Arsenic-Induced Lipid Disorders by Promoting Peroxisomal β-Oxidation and Reducing Lipophagy in Chicken Hepatocyte"。深入探究了砷（As）誘導(dǎo)肝損傷的潛在機(jī)制，以及α-硫xin酸（LA）發(fā)揮肝保護(hù)作用的奧秘，并且對(duì)過氧化物酶體 β-氧化和脂質(zhì)吞噬在其中的作用機(jī)制進(jìn)行了驗(yàn)證，為開發(fā)LA作為預(yù)防和治療砷致肝損傷的藥物提供了有力的理論支撐。
發(fā)表雜志：
《Advanced Science》是一本由 Wiley 出版的開放獲取跨學(xué)科科學(xué)期刊，創(chuàng)刊于 2014 年。該期刊在材料科學(xué)、化學(xué)、物理等領(lǐng)域具有較高的影響力和認(rèn)可度。
2025 年影響因子：14.1
ISSN：2198-3844
中科院分區(qū)：中科院分區(qū)為大類學(xué)科材料科學(xué) 1 區(qū)、化學(xué) 1 區(qū)、工程技術(shù) 1 區(qū)，小類學(xué)科納米科技、化學(xué)綜合、材料綜合均為 1 區(qū)。
發(fā)文量：每年出版文章數(shù)約1065篇
發(fā)表成本：若文章被接受并發(fā)表，需支付APC費(fèi)用，為6730美元/ 4480英鎊/ 5640歐元。
審稿周期：平均為12周，部分稿件可能因主題復(fù)雜性等因素而有所不同。
《Advanced Science》作為 Wiley 旗下的旗艦期刊，它以嚴(yán)格的同行評(píng)審流程保障學(xué)術(shù)質(zhì)量，以涵蓋從微觀材料設(shè)計(jì)到宏觀工程應(yīng)用的廣泛學(xué)科視野，為不同領(lǐng)域的頂尖研究提供了高效的交流平臺(tái)。其穩(wěn)定的高影響因子、高 ESI 高被引論文占比及顯著的zhuan利轉(zhuǎn)化率，不僅彰顯了所刊成果的學(xué)術(shù)影響力與應(yīng)用價(jià)值，更使其成為科研工作者衡量研究水平、提升學(xué)術(shù)聲譽(yù)的重要標(biāo)gan。同時(shí)，對(duì)中國科研力量的高度認(rèn)可與友好態(tài)度，也讓它成為連接國內(nèi)頂尖成果與國際學(xué)術(shù)舞臺(tái)的關(guān)鍵紐帶，持續(xù)助力全球科技創(chuàng)新的融合與發(fā)展。
研究背景：
肝臟疾病對(duì)全球公共衛(wèi)生構(gòu)成重大威脅，在禽類產(chǎn)業(yè)中也導(dǎo)致顯著經(jīng)濟(jì)損失。砷是常見環(huán)境金屬污染物，長期暴露會(huì)損害肝臟結(jié)構(gòu)和功能。過氧化物酶體β-氧化在肝臟代謝中起關(guān)鍵作用，但其在砷誘導(dǎo)肝損傷中的作用不明。脂噬與過氧化物酶體β-氧化在脂質(zhì)代謝中的關(guān)系也有待明確。α-硫xin酸（LA）具有抗氧化等多種功能，但對(duì)雞砷暴露致肝損傷的干預(yù)效果和機(jī)制不清楚。因此，開展本研究以闡明相關(guān)機(jī)制。
本文采用網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，綜合分析砷誘導(dǎo)雞肝損傷的機(jī)制以及α-硫xin酸（LA）的保護(hù)作用。通過多種技術(shù)觀察LA對(duì)砷致肝損傷中肝臟砷含量、組織形態(tài)、脂質(zhì)代謝等的影響。結(jié)果表明，砷抑制SIRT1表達(dá)等導(dǎo)致脂質(zhì)沉積和肝損傷，而LA靶向SIRT1，增強(qiáng)過氧化物酶體β-氧化、減少脂噬，緩解砷誘導(dǎo)的肝損傷，為LA作為潛在保肝劑提供理論依據(jù)。
研究框架：
1.提出問題：
探究砷誘導(dǎo)雞肝損傷的機(jī)制以及α-硫xin酸對(duì)其的保護(hù)作用和機(jī)制。
2. 研究框架：
建立雞砷暴露和α-硫xin酸干預(yù)模型，從網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)層面分析，結(jié)合多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)觀察指標(biāo)變化。
3. 研究方法:
運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)，以及HE和油紅O染色、免疫熒光雙染色等技術(shù)。
4. 分析數(shù)據(jù)：
對(duì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，比較不同組間差異，如ANOVA等。
5. 研究結(jié)論：
研究發(fā)現(xiàn)LA靶向SIRT1，改善線粒體損傷，增強(qiáng)β-氧化，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，抑制脂噬，減輕砷誘導(dǎo)的肝損傷，為LA作為潛在保肝劑提供了理論依據(jù)。
結(jié)果解析：
1. As網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)分析結(jié)果
基因篩選：通過比較毒理基因組數(shù)據(jù)庫（CTD）和GeneCards數(shù)據(jù)庫篩選出754個(gè)As相關(guān)靶基因和1410個(gè)肝損傷相關(guān)靶基因，二者交集得到331個(gè)重疊靶基因。
功能富集分析：GO富集分析顯示這些基因主要與基因表達(dá)的正調(diào)控、細(xì)胞凋亡調(diào)控、氧化應(yīng)激反應(yīng)等生物過程，細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等細(xì)胞組分，以及蛋白質(zhì)結(jié)合、酶結(jié)合等分子功能相關(guān)；KEGG富集分析表明涉及PI3K - Akt信號(hào)通路、凋亡過程等關(guān)鍵通路，提示As主要通過調(diào)控相關(guān)通路影響肝細(xì)胞的多種生物學(xué)過程從而誘導(dǎo)肝損傷。
2. As暴露和LA干預(yù)對(duì)雞生長狀態(tài)、肝臟結(jié)構(gòu)和功能的影響
生長指標(biāo)：20周處理后，As導(dǎo)致雞體重下降、肝臟中天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）含量增加，400 mg kg?1 LA干預(yù)可增加雞體重、降低AST含量；32周處理后，As明顯升高肝臟中AST和丙an酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）水平，LA干預(yù)可顯著緩解這些升高。
病理形態(tài)學(xué)：As暴露20和32周后，肝臟顏色變淺、肝索排列紊亂、脂滴增多、肝細(xì)胞核溶解和固縮，LA干預(yù)可有效改善這些病理形態(tài)學(xué)改變，400 mg kg?1 LA的保護(hù)作用更明顯。
3. LA網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析結(jié)果
靶基因篩選：在Swiss Target Prediction和TargetNet數(shù)據(jù)庫中篩選出125個(gè)概率>0的LA潛在靶基因。
功能富集分析：GO富集分析顯示LA主要作用于與脂質(zhì)代謝相關(guān)的術(shù)語，與不飽和脂肪酸代謝過程和脂質(zhì)儲(chǔ)存的負(fù)調(diào)控關(guān)系最為密切；KEGG富集分析表明與PPAR信號(hào)通路、P53信號(hào)通路等脂質(zhì)代謝相關(guān)途徑有關(guān)。
關(guān)鍵靶點(diǎn)：分析顯示SIRT1是LA的關(guān)鍵靶點(diǎn)，分子對(duì)接結(jié)果表明SIRT1蛋白有多個(gè)可與LA穩(wěn)定結(jié)合的結(jié)合口袋，且結(jié)合能低。蛋白質(zhì)驗(yàn)證顯示As暴露后SIRT1蛋白表達(dá)水平顯著降低，LA干預(yù)可逆轉(zhuǎn)這一變化，提示LA主要通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝改善肝損傷，SIRT1在其中起重要作用。
4. As暴露和LA干預(yù)對(duì)雞肝臟脂質(zhì)代謝的影響
脂質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)：As暴露20和32周后，顯著促進(jìn)肝臟中甘油三酯（TG）、總膽gu醇（T - CHO）和低密度脂蛋白（LDL）的積累，降低高密度脂蛋白（HDL）水平，LA添加可有效逆轉(zhuǎn)這一趨勢(shì)，400 mg Kg?1 LA干預(yù)組效果尤其顯著。
染色結(jié)果：Oil Red O染色結(jié)果顯示As處理后肝臟中脂質(zhì)（紅色陽性區(qū)域）含量和脂滴數(shù)量增加，LA干預(yù)顯著降低肝臟脂質(zhì)含量。
信號(hào)通路相關(guān)蛋白：As暴露顯著升高肝臟中P53和Notch1蛋白表達(dá)水平，LA干預(yù)可有效降低這兩種蛋白的表達(dá)，提示LA可緩解As誘導(dǎo)的肝臟脂質(zhì)代謝紊亂，這一過程受P53和Notch通路調(diào)節(jié)。
5. As暴露和LA干預(yù)對(duì)雞肝臟過氧化物酶體β-氧化的影響
基因表達(dá)檢測(cè)：As增加肝臟中從頭脂質(zhì)合成關(guān)鍵基因（ACACA和FASN）的mRNA表達(dá)，降低脂質(zhì)分解（ATGL、LIPA）和脂質(zhì)氧化（ACOX1、CPT2）關(guān)鍵基因的mRNA表達(dá)；LA干預(yù)后，ATGL、LIPA和ACOX1的mRNA表達(dá)水平顯著增加，ACACA、FASN和CPT2的mRNA表達(dá)水平明顯低于As組。蛋白質(zhì)表達(dá)檢測(cè)結(jié)果與mRNA檢測(cè)結(jié)果一致。
代謝產(chǎn)物檢測(cè)：As處理顯著降低乙酰fu酶A（acetyl - CoA）和線粒體DNA（mtDNA）含量，LA添加可有效逆轉(zhuǎn)這種降低；As明顯降低肝臟中乙酰fu酶A合成關(guān)鍵基因（ACSS2和ACLY）的mRNA表達(dá)水平，LA干預(yù)顯著上調(diào)ACSS2和ACLY的mRNA表達(dá)。
過氧化物酶體相關(guān)蛋白：LA干預(yù)顯著降低As誘導(dǎo)的過氧化物酶體表面受體PMP70和脂滴表面受體PLIN2蛋白表達(dá)水平的增加；免疫熒光染色顯示As處理增加肝臟中過氧化物酶體數(shù)量，LA干預(yù)可有效逆轉(zhuǎn)這一變化，表明過氧化物酶體β-氧化參與了LA緩解As誘導(dǎo)的脂質(zhì)沉積過程。
6. As暴露和LA干預(yù)對(duì)雞肝臟脂肪自噬的影響
免疫熒光實(shí)驗(yàn)：免疫熒光實(shí)驗(yàn)中，用ATGL和LC3分別定位脂滴和自噬體以共定位脂肪自噬。結(jié)果顯示As組脂肪自噬的熒光強(qiáng)度比對(duì)照組增強(qiáng)，表明脂肪自噬增加；LA干預(yù)組的熒光強(qiáng)度比As組減弱。
基因和蛋白表達(dá)：與對(duì)照組相比，As組脂質(zhì)滴中關(guān)鍵自噬基因LC3的mRNA表達(dá)顯著增加，P62的mRNA表達(dá)顯著降低；與As組相比，LA干預(yù)組LC3和P62的mRNA表達(dá)水平變化得到緩解。蛋白質(zhì)印跡結(jié)果與基因結(jié)果相似，提示As暴露通過增加脂肪自噬誘導(dǎo)肝細(xì)胞損傷，LA可減少脂肪自噬并緩解這種損傷。
7. 雞肝細(xì)胞系（LMH細(xì)胞系）機(jī)制研究模型的建立
細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)：CCK-8實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著As單獨(dú)處理的濃度增加和處理時(shí)間延長，肝細(xì)胞增殖率顯著降低；隨著LA單獨(dú)處理的濃度增加，細(xì)胞增殖率相應(yīng)降低，但25、50、75和100 μM LA干預(yù)可顯著緩解As處理導(dǎo)致的肝細(xì)胞增殖率下降。
關(guān)鍵蛋白表達(dá)：As下調(diào)SIRT1表達(dá)，LA可有效上調(diào)SIRT1表達(dá)，與體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。
脂質(zhì)代謝相關(guān)基因表達(dá)：As處理增加肝細(xì)胞中ACACA、FAS和CPT2的mRNA表達(dá)，降低ATGL、LIPA、ADGAT2和ACOX1的mRNA表達(dá)；As和LA聯(lián)合處理可改善As誘導(dǎo)的這些變化。蛋白質(zhì)表達(dá)檢測(cè)結(jié)果與mRNA檢測(cè)結(jié)果一致，提示LA在細(xì)胞水平上對(duì)改善脂質(zhì)代謝紊亂具有與體內(nèi)相似的作用。
過氧化物酶體β - 氧化抑制實(shí)驗(yàn)：用ACOX1抑制劑TRCDA建立過氧化物酶體β-氧化的機(jī)械模型，結(jié)果顯示LA干預(yù)可增加As處理降低的ACOX1蛋白表達(dá)，TRCDA處理進(jìn)一步降低肝細(xì)胞中ACOX1蛋白表達(dá)，表明TRCDA抑制過氧化物酶體β-氧化，其參與了As誘導(dǎo)的肝毒性調(diào)節(jié)和LA對(duì)肝臟的保護(hù)作用。
8. TRCDA處理對(duì)As和/或LA暴露下肝細(xì)胞功能、脂質(zhì)代謝、活性氧（ROS）含量和細(xì)胞死亡的影響
指標(biāo)檢測(cè)：As處理顯著增加肝細(xì)胞中肝功能指標(biāo)（AST和ALT）、脂質(zhì)代謝指標(biāo)（TG和T-CHO）、細(xì)胞死亡率、ROS含量、細(xì)胞外酸化率（ECAR）和線粒體膜去極化率，降低氧消耗率（OCR）；As + LA組中這些指標(biāo)的含量和比率顯著降低，且OCR和ECAR與對(duì)照組無顯著差異。
抑制作用驗(yàn)證：TRCDA處理抑制LA對(duì)As改變的上述指標(biāo)的緩解作用，并傾向于加劇As誘導(dǎo)的AST和TG水平升高，進(jìn)一步驗(yàn)證了LA對(duì)As誘導(dǎo)的肝臟脂質(zhì)代謝紊亂和線粒體損傷的保護(hù)作用，以及過氧化物酶體β-氧化在這一過程中的調(diào)節(jié)作用。
9. TRCDA處理對(duì)As和/或LA暴露下肝細(xì)胞脂肪自噬的影響
免疫熒光實(shí)驗(yàn)：As處理顯著增加肝細(xì)胞中脂肪自噬熒光斑點(diǎn)的強(qiáng)度和數(shù)量，升高脂質(zhì)滴中LC3、ULK和P62的蛋白質(zhì)表達(dá)水平，降低mTOR的蛋白質(zhì)表達(dá)水平，LA干預(yù)可緩解As誘導(dǎo)的這些變化。
抑制作用驗(yàn)證：TRCDA處理進(jìn)一步促進(jìn)As誘導(dǎo)的脂肪自噬相關(guān)指標(biāo)的變化，抑制LA對(duì)As誘導(dǎo)的脂肪自噬的改善作用，提示過氧化物酶體β-氧化調(diào)節(jié)脂肪自噬，在LA改善As誘導(dǎo)的肝損傷中起重要作用。
研究結(jié)論：
砷抑制SIRT1表達(dá)，激活P53和Notch通路，損傷線粒體和抑制過氧化物酶體β-氧化，導(dǎo)致脂質(zhì)沉積和肝損傷。LA靶向SIRT1，改善線粒體損傷，增強(qiáng)β-氧化，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，抑制脂噬，減輕砷誘導(dǎo)的肝損傷，400 mg kg?1效果更佳。
研究的創(chuàng)新性：
綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法，明確了過氧化物酶體β-氧化和脂噬在砷致肝損傷及LA保護(hù)中的作用，為研究砷肝毒性和LA保肝機(jī)制提供新視角。
研究的不足之處：
文章主要采用雞作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，不能wan全代表人類情況；文中僅發(fā)現(xiàn)過氧化物酶體β - 氧化抑制劑TRCDA能影響脂噬，但具體的信號(hào)傳導(dǎo)和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)仍不清楚。 此外，研究主要基于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，缺乏臨床研究的驗(yàn)證來證實(shí)LA是否能作為有效的保肝藥物應(yīng)用于臨床治療As誘導(dǎo)的肝損傷。
研究展望：
進(jìn)一步探索過氧化物酶體β-氧化調(diào)節(jié)脂噬的關(guān)鍵途徑和內(nèi)在機(jī)制；研究LA在其他動(dòng)物模型或人體中的保肝效果和機(jī)制；優(yōu)化LA的使用劑量和方式，提高其應(yīng)用價(jià)值。
研究意義：
本研究進(jìn)一步闡明了砷致肝損傷的機(jī)制和LA的保肝作用機(jī)制，為LA作為潛在治療砷致肝損傷的藥物提供理論依據(jù)，對(duì)肝臟疾病研究有重要參考價(jià)值。
產(chǎn)品中心
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