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Nat Commun:上海中医药大学揭示猪脱氧胆酸治疗非酒精性脂肪肝的直接靶点

Nat Commun:上海中医药大学揭示猪脱氧胆酸治疗非酒精性脂肪肝的直接靶点

  • 分类:华盈视角
  • 作者:小高
  • 来源:达吉特公众号

【概要描述】20K人类蛋白质组芯片揭示中药活性成分的直接靶点的最新经典案例

Nat Commun:上海中医药大学揭示猪脱氧胆酸治疗非酒精性脂肪肝的直接靶点

【概要描述】20K人类蛋白质组芯片揭示中药活性成分的直接靶点的最新经典案例

  • 分类:华盈视角
  • 作者:小高
  • 来源:达吉特公众号
  • 发布时间:2023-09-12 13:56
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中药猪胆具有清热、润燥、解毒之功效,在历代本草著作中多有记载。猪脱氧胆酸(Hyodeoxycholic acid, HDCA)是中药猪胆的主要活性成分,其在人和啮齿类动物体内虽有分布,但含量甚少,属于内源性胆汁酸。HDCA作为猪胆中一类重要的胆汁酸,已经被证实具有降低胆固醇和改善糖稳态的作用,但HDCA在非酒精性脂肪肝(Nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)中的功效及机制研究报道甚少。

2023年9月6日,上海中医药大学中药学院李后开团队联合曙光医院胡义扬及中科院上海药物研究所谢岑团队在Nature Communications(IF=16.6)发表了题为“Hyodeoxycholic acid ameliorates nonalcoholic fatty liver disease by inhibiting RAN-mediated PPARα nucleus-cytoplasm shuttling”的文章,该研究利用达吉特提供的20K人类蛋白质组芯片发现HDCA通过结合肝细胞内RAN蛋白,进而靶向抑制RAN/CRM1/PPARα异源三聚体的形成,从而治疗NAFLD的新机制。

|   01、代谢组学发现NAFLD患者血清HDCA减少且补充HDCA改善NAFLD

研究人员首先利用靶向代谢组学方法检测了临床NAFLD患者血清胆汁酸谱,发现NAFLD患者血清中HDCA类胆汁酸水平显著低于健康对照人群(图1A),且HDCA水平与NAFLD临床指征显著负相关(图1B)。进一步利用饮食诱导NAFLD小鼠,发现饮食中添加HDCA可以显著改善NAFLD及各种代谢异常(图1C)。

图1 NAFLD患者血清HDCA减少且补充HDCA改善NAFLD

|   02、蛋白质组学和转录组学发现HDCA活化肝细胞脂肪酸氧化信号通路

接着,研究人员利用蛋白质组学及转录组学发现HDCA干预显著活化了肝细胞脂肪酸氧化信号通路(图2A),尤其是增加了PPARα蛋白在肝细胞核内的含量(图2B),且HDCA改善NAFLD作用依赖于肝脏PPARα蛋白(图2C)。PPARα是调节机体代谢与炎症的关键转录因子,主要在肝组织中高表达,通过激活下游靶基因的转录来调节脂肪酸运输、脂肪酸氧化以及炎症免疫反应。

图2蛋白质组学和RNA-Seq发现HDCA活化肝细胞脂肪酸氧化信号通路

|   03、人类蛋白质组芯片发现HDCA直接结合RAN蛋白增加PPARα蛋白水平

为了弄清楚HDCA如何增加PPARα蛋白在肝细胞核内含量,研究人员利用20K人类蛋白质组学筛选到HDCA的直接靶点RAN蛋白(图3A)达吉特为该研究提供了20K芯片技术服务),并通过免疫共沉淀(图3B)、邻位连接技术((图3C))、CETSA(图3D)、分子对接(图3E)等技术进行了验证。机制上,HDCA通过结合肝细胞内RAN蛋白(属于小G蛋白家族),干扰RAN和出核转运蛋白CRM1的结合,进而抑制RAN/CRM1/PPARα异三聚体的形成,抑制PPARα出核,增加肝细胞核内PPARα蛋白含量,促进脂肪酸氧化,并减轻炎症。

图3 人类蛋白质组芯片等技术发现HDCA直接结合RAN蛋白

总之,该研究阐释了HDCA进入肝细胞后靶向结合RAN蛋白,抑制RAN/CRM1/PPARα异源三聚体的形成,治疗NAFLD的新机制。

图4 作用机制模式图

|   总结与讨论

该研究工作是与上海市第六人民医院贾伟教授领衔的另一项HDCA研究工作的背靠背研究,两项研究均发现小分子代谢物猪去氧胆酸能够显著缓解肝脏脂质堆积、炎症,具有治疗非酒精性脂肪性肝病的效果。

2023年8月16日,上海市第六人民医院贾伟教授在Cell Metabolism(IF=29.0)发表题为“Hyodeoxycholic acid alleviates non-alcoholic fatty liver disease through modulating the gut-liver axis”的文章,通过两个临床非酒精性脂肪性肝病队列,发现猪去氧胆酸的水平随着疾病的进展逐渐降低,且与临床相关指标呈现显著负相关。进一步深入研究发现,猪去氧胆酸能够通过调控肠(肠道FXR信号通路、肠道菌群)-肝脏(CYP7B1、PPARα)轴,显著缓解非酒精性脂肪性肝病的相关代谢表型。

两篇文章从不同角度阐释了猪去氧胆酸治疗非酒精性脂肪性肝病的机制,揭示HDCA除了能通过肠肝轴调控肝脏脂质代谢外,还可以直接进入肝细胞,靶向调控肝细胞内RAN蛋白,调控PPARα的细胞核内外穿梭过程,体现了中药活性成分在体内多途径、多靶标的作用特点。

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|   相关文献

1.Zhong J, He X, Gao X, et al. Hyodeoxycholic acid ameliorates nonalcoholic fatty liver disease by inhibiting RAN-mediated PPARα nucleus-cytoplasm shuttling. Nat Commun. 2023 Sep 6;14(1):5451.

2.Kuang J, Wang J, Li Y, et al. Hyodeoxycholic acid alleviates non-alcoholic fatty liver disease through modulating the gut-liver axis.Cell Metab. 2023 Aug 9:S1550-4131(23)00270-X.

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