Ziel: Durch bioinformatische Analyse und experimentelle Validierung soll der Wirkmechanismus der Weißbierensäure (BA) zur Hemmung des Ferroptosetodes und Verbesserung der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung (NAFLD) untersucht werden, um eine Referenz für die Grundlagenforschung und klinische Anwendung von NAFLD zu bieten. Methode: Bioinformatische Analyse mit dem Herunterladen der Mikroarray-Datensätze NAFLD GSE89632 und GSE63067 aus der Gene Expression Omnibus (GEO)-Datenbank, anschließend Herunterladen eisenbezogener Gene aus der Ferroptosedatenbank und Auswahl der unterschiedlich exprimierten ferroptosebezogenen Gene (DEGs) in NAFLD, Aufbau eines Protein-Interaktionsnetzwerks (PPI), Durchführung von Gen-Ontologie-(GO)- und Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)-Anreicherungsanalysen; Verwendung verschiedener Algorithmen zur Identifikation von Schlüssel-DEGs, Korrelationsanalyse, Immuninfiltration, Differenzanalyse von Immunzellen, LASSO-Regression zur Gewinnung krankheitscharakteristischer Gene aus Schlüssel-DEGs, Auswahl von Kern-Genen an der Schnittstelle der durch verschiedene Cytoscape-Algorithmen ermittelten Schlüsselgene und der durch LASSO-Regression erhaltenen krankheitscharakteristischen Gene, Validierung der Kern-Gene mit ROC-Kurven, Identifikation potenzieller neuer NAFLD-Ziele und Vorhersage traditioneller chinesischer Medizin (TCM), molekulare Docking-Validierung zwischen Kernzielen und aktiven Inhaltsstoffen der TCM. Tierexperimentelle Validierung: 50 C57BL-Mäuse wurden zufällig in Normalgruppe, Modellgruppe, niedrige und hohe BA-Dosierungsgruppen sowie Silibinin-Gruppe eingeteilt. Das Modell wurde durch eine fettreiche und cholesterinreiche Ernährung mit freiem Trinken von 2,5 % Natriumdextransulfat (DSS) etabliert; die medikamentöse Gabe erfolgte 24 Tage lang per Gavage. Es wurden Körpermasse und Leberindex bestimmt, HE-Färbung zur Beurteilung der lipidigen Tropfenablagerung in der Leber durchgeführt, Protein-/mRNA-Expressionsniveaus von GPX7, LTF, S100A8 sowie Ferroptosemarker GPX4 und ACSL4 mittels Western Blot und Echtzeit-PCR analysiert. Resultate: Datenanalyse identifizierte 10 Schlüsselgene des NAFLD-Ferroptoseprozesses, darunter SENP1 und AKR1C3. LASSO-ROC-Analyse bestätigte GPX7, LTF und S100A8 als Kern-Gene (Fläche unter der Kurve [AUC]=0,771~0,821). KEGG-Anreicherung zeigte, dass differenziell exprimierte Gene an Signalwegen wie Ferroptose und AGE/RAGE beteiligt sind. Korrelationsanalyse der NAFLD-Ferroptose-Schlüsselgene zeigte signifikante positive Korrelation zwischen SENP1 und AKR1C3 (P<0,01), signifikante negative Korrelation zwischen DPP4 und GPX7 (P<0,01). Immuninfiltrationsanalyse zeigte, dass myeloide Suppressorzellen (MDSCs) und aktivierte dendritische Zellen die Haupt-immunzellen sind, die in NAFLD am Ferroptoseprozess beteiligt sind; Differenzielle Korrelationsanalyse der Immunzellen zeigte negative Korrelation zwischen GPX7 und follikulären Helfer-T-Zellen (P<0,01) und positive Korrelation zwischen S100A8 und MDSCs (P<0,01). Tierexperimente zeigten, dass BA-Intervention bei NAFLD-Mäusen den Leberindex und die Lipidtropfenablagerung signifikant senkte; im Vergleich zur Normalgruppe zeigte die Modellgruppe signifikant erhöhte Protein-/mRNA-Expression von S100A8 und ACSL4 (P<0,01) und signifikant reduzierte LTF, GPX7 und GPX4 (P<0,01), im Vergleich zur Modellgruppe konnten Silibinin- und BA-Gruppen diesen Trend teilweise umkehren, abhängig von der Dosis. Fazit: BA könnte den Ferroptoseprozess durch Regulation von GPX7, LTF und S100A8 hemmen, Leberentzündung und Lipidablagerung mildern, der Mechanismus steht im Zusammenhang mit der Wiederherstellung der GPX4-Aktivität und der Herunterregulierung der ACSL4-Expression.

Bioinformatik; Weiße Birkensäure; molekulares Docking; nichtalkoholische Fettlebererkrankung; Ferroptose