古方黄芪散调控AMPK/mTOR自噬信号通路改善肝脏脂肪变性的机制

冯雯敏; 苏安宇; 黄小玲; 王春怡

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20230705

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

古方黄芪散调控AMPK/mTOR自噬信号通路改善肝脏脂肪变性的机制

经典名方 | 更新时间：2023-04-13

- 古方黄芪散调控AMPK/mTOR自噬信号通路改善肝脏脂肪变性的机制
  增强出版
- Mechanism of Huangqisan Regulating Autophagy by AMPK/mTOR Signaling Pathway Against Hepatic Steatosis
- 中国实验方剂学杂志 2023年29卷第10期页码：21-30
- 作者机构：
  
  广州中医药大学中药学院，广州 510006
- 作者简介：
  
  冯雯敏，在读硕士，从事中药复方防治代谢性疾病的作用机制研究，E-mail：fungmanman@163.com
  王春怡，副教授，硕士生导师，从事代谢性疾病中药复方药效物质基础及作用机制研究，E-mail：wangchunyi@gzucm.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金青年基金项目(81503375)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20230705
  中图分类号： R2-0;R22;R285.5;R289;R33
- 收稿日期：2022-12-21，
  
  网络出版日期：2023-02-23，
  
  纸质出版日期：2023-05-20
- 稿件说明：
移动端阅览
冯雯敏,苏安宇,黄小玲等.古方黄芪散调控AMPK/mTOR自噬信号通路改善肝脏脂肪变性的机制[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(10):21-30.

FENG Wenmin,SU Anyu,HUANG Xiaoling,et al.Mechanism of Huangqisan Regulating Autophagy by AMPK/mTOR Signaling Pathway Against Hepatic Steatosis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(10):21-30.
冯雯敏,苏安宇,黄小玲等.古方黄芪散调控AMPK/mTOR自噬信号通路改善肝脏脂肪变性的机制[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(10):21-30. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230705.

FENG Wenmin,SU Anyu,HUANG Xiaoling,et al.Mechanism of Huangqisan Regulating Autophagy by AMPK/mTOR Signaling Pathway Against Hepatic Steatosis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(10):21-30. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230705.

摘要

目的

基于腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路，探讨古方黄芪散调节自噬减轻小鼠肝脏脂肪变性改善非酒精性脂肪肝（NAFLD）的作用机制。

方法

通过数据库收集黄芪散主要化学成分及NAFLD相关靶点，对交集靶点进行基因本体（GO）分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）信号通路富集分析、构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络，并进行体内实验验证。雄性C57BL/6J小鼠60只，适应性喂养1周后随机分为正常组、模型组、二甲双胍组（0.25 g·kg

-1

）、黄芪散低、高剂量组（0.5、1 g·kg

-1

），每组12只。采用高脂饮食（HFD）诱导小鼠NAFLD模型，造模的同时灌胃给药13周，每天1次。通过检测随机血糖、血清中总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、游离脂肪酸（NEFA）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平和肝脏中TG含量；称量肝脏湿重并计算肝指数；采用苏木素-伊红（HE）染色、油红O染色、透射电子显微镜（TEM）、实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）和蛋白免疫印迹法（Western blot）对C57BL/6J小鼠进行动物体内药效验证和机制探讨。

结果

通过网络药理学分析，结合前期研究基础，预测黄芪散可能通过AMPK/mTOR自噬信号通路改善NAFLD。体内实验结果表明，与正常组比较，模型组小鼠随机血糖、体质量、血清中TC、LDL-C和NEFA、肝脏湿重、肝指数和肝脏TG含量显著升高（

0.01），小鼠肝脏增大，HE染色可见小鼠肝脏脂滴（LDs）大量空泡化，油红O染色显示肝细胞脂肪堆积，透射电镜未见明显自噬体和自噬溶酶体，微管相关蛋白1轻链3（LC3）A、LC3B、AMPK

1 mRNA表达和AMPK、磷酸化（p）-AMPK、p-AMPK/AMPK蛋白表达显著下调（

0.01），LC3Ⅱ/Ⅰ、p-mTOR蛋白水平显著上调（

0.01）。与模型组比较，黄芪散低、高剂量组小鼠体质量、肝脏湿重、血清TG、NEFA水平明显降低（

0.05，

0.01），HE染色和油红O染色显示肝脏病理改变得到改善，肝脏透射电镜可见少量自噬溶酶体和自噬小体；黄芪散低剂量组肝指数显著降低（

0.01），黄芪散高剂量组随机血糖、血清TC水平、肝脏TG含量明显降低（

0.05）；Western blot和Real-time PCR结果显示，黄芪散低、高剂量组LC3A、LC3B mRNA和LC3Ⅱ/Ⅰ、p-AMPK、p-AMPK/AMPK蛋白表达显著上调（

0.01），p62

mRNA和p62、p-mTOR蛋白表达明显下调（

0.05，

0.01）。

结论

黄芪散可能通过AMPK/mTOR信号通路促进自噬和恢复自噬通量，减轻肝脏脂肪变性，从而改善NAFLD。

Abstract

Objective

To explore the mechanism of Huangqisan （HQS） in regulating autophagy to alleviate hepatic steatosis and improve non-alcoholic fatty liver disease （NAFLD） based on adenosine 5'-monophosphate-activated protein kinase （AMPK）/mammalian target of rapamycin （mTOR） signaling pathway.

Method

The main chemical components and targets of HQS and NAFLD-related targets were collected from database and the intersection targets were used for Gene Ontology （GO） functional enrichment analysis and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG） pathway enrichment analysis. The protein-protein interaction （PPI） network was constructed， and

in vivo

experimental verification was conducted. Sixty C57BL/6J male mice were randomly divided into normal control group （NCD）， model group high-fat diet （HFD）， metformin group （MET， 0.25 g·kg

-1

）， low-dose Huangqisan group （HQS-L， 0.5 g·kg

-1

）， and the high-dose Huangqisan group （HQS-H， 1 g·kg

-1

）， with 12 mice in each group after a one-week acclimatization period. NAFLD model was induced by HFD， and intragastric administration was performed at the same time， once a day for 13 weeks. Random blood glucose， serum total cholesterol （TC）， triglyceride （TG）， non-esterified fatty acid （NEFA）， low density lipoprotein-chdesterol （LDL-C） levels， and liver TG content were determined. The liver weight was weighed， and liver index was calculated. Hematoxylin-eosin （HE） staining， oil red O staining， transmission electron microscope （TEM）， real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction （Real-time PCR）， and Western blot were used to verify the effect and reveal the potential mechanism of C57BL/6J mice

in vivo

Result

Through network pharmacology analysis， combined with previous studies， it was predicted that HQS may improve NAFLD by regulating autophagy via the AMPK/mTOR signaling pathway. The result of

in vivo

experiment showed that， as compared with NCD group， random blood glucose， body weight， serum TC， LDL-C， NEFA， liver weight， liver index， and liver TG content of mice in the HFD groups were significantly increased （

0.01）. HE staining showed massive lipid droplets （LDs） vacuolated， oil red O staining showed lipid accumulation in liver cells， and no obvious autophagosomes and autolysosome were observed under TEM. The relative mRNA expression of LC3A、LC3B、AMPK

1 and protein expression of AMPK， phosphory phosphorylated（p）-AMPK， and p-AMPK/AMPK were significantly down-regulated （

0.01）， while the protein expression of microtubule-associated protein 1 light chain 3 （LC3）Ⅱ/Ⅰ and p-mTOR was significantly up-regulated （

0.01）. As compared with HFD groups， liver weight， serum TG， and NEFA levels in HQS-L and HQS-H groups were significantly deceased （

0.05，

0.01）. HE staining and oil red O staining showed the improvement of liver pathological changes after HQS administration. Under TEM， a small amount of autophagosome and autolysosome were observed. Besides， liver index was significantly decreased in the HQS-L group （

0.01）， and random blood glucose， serum TC level and liver TG content were significantly decreased in the HQS-H group （

0.05）. The results of Western blot and Real-time PCR showed that the mRNA expression of LC3A and LC3B and the protein expression of LC3Ⅱ/Ⅰ， p-AMPK， and p-AMPK/AMPK were significantly up-regulated （

0.01）， while the mRNA expressions of p62 and protein expression of p62 and p-mTOR were significantly down-regulated （

0.05，

0.01）.

Conclusion

HQS may promote autophagy and restore autophagy flux via the AMPK/mTOR signaling pathway to alleviate hepatic steatosis improving NAFLD.

关键词

Keywords

references

RIAZI K ， AZHARI H ， CHARETTE J H ， et al . The prevalence and incidence of NAFLD worldwide：A systematic review and Meta-analysis ［J］. Lancet Gastroenterol Hepatol ， 2022 ， 7 （ 9 ）： 851 - 861 .

FLORES-TORO J A ， GO K L ， LEEUWENBURGH C ， et al . Autophagy in the liver：Cell's cannibalism and beyond ［J］. Arch Pharm Res ， 2016 ， 39 （ 8 ）： 1050 - 1061 .

CHALASANI N ， YOUNOSSI Z ， LAVINE J E ， et al . The diagnosis and management of nonalcoholic fatty liver disease：Practice guidance from the American Association for the Study of Liver Diseases ［J］. Hepatology ， 2018 ， 67 （ 1 ）： 328 - 357 .

ZHOU Q ， SU J ， JI M . Progress in the treatment of nonalcoholic fatty liver disease ［J］. China Med Her ， 2020 ， 17 （ 6 ）： 26 - 29 .

许炎煌，范建高 . 非酒精性脂肪性肝病治疗药物研究进展［J］. 上海医药， 2020 ， 41 （ 19 ）： 3 - 6，11 .

ATTIA S L ， SOFTIC S ， MOUZAKI M . Evolving role for pharmacotherapy in NAFLD/NASH ［J］. Clin Transl Sci ， 2021 ， 14 （ 1 ）： 11 - 19 .

TARGHER G ， COREY K E ， BYRNE C D ， et al . The complex link between NAFLD and type 2 diabetes mellitus-mechanisms and treatments ［J］. Nat Rev Gastroenterol Hepatol ， 2021 ， 18 （ 9 ）： 599 - 612 .

MANTOVANI A ， DALBENI A . Treatments for NAFLD：State of Art ［J］. Int J Mol Sci ， 2021 ， 22 （ 5 ）： 2350 .

NING G ， HONG J ， BI Y ， et al . Progress in diabetes research in China ［J］. J Diabetes ， 2009 ， 1 （ 3 ）： 163 - 172 .

AMERICAN DIABETES ASSOCIATION . 2 . Classification and diagnosis of diabetes：Standards of medical care in diabetes-2021 ［J］. Diabetes Care ，2021， 44 （ Supplement 1 ）： S15 - S33 .

陈艳芬，王春怡，李卫民，等 . 古方黄芪散降糖作用的实验研究［J］. 广东药学院学报， 2010 ， 26 （ 1 ）： 73 - 76 .

李艳，高英，高颖，等 . 黄芪散及其拆方对T2DM大鼠胰岛素抵抗及肝组织11 β -HSD1，PEPCK的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2017 ， 23 （ 15 ）： 136 - 142 .

王春怡，郝梦娇，胡方利，等 . 黄芪散有效部位群对Ⅱ型糖尿病大鼠肝脏AMPK/SREBP-1c通路的影响［J］. 中药新药与临床药理， 2018 ， 29 （ 6 ）： 679 - 686 .

XU S ， YE B ， LI J ， et al . Astragalus mongholicus powder，a traditional Chinese medicine formula ameliorate type 2 diabetes by regulating adipoinsular axis in diabetic mice ［J］. Front Pharmacol ， 2022 ， 13 ： 973927 .

HAO M ， GUAN Z ， GAO Y ， et al . Huangqisan ameliorates hyperlipidemia with obesity rats via activating brown adipocytes and converting white adipocytes into brown-like adipocytes ［J］. Phytomedicine ， 2020 ， 78 ： 153292 .

LI Y ， WANG C ， JIN Y ， et al . Huangqisan improves glucose and lipid metabolism and exerts protective effects against hepatic steatosis in high fat diet-fed rats ［J］. Biomed Pharmacother ， 2020 ， 126 ： 109734 .

郝梦娇，党院霞，周欣欣，等 . 黄芪散对高脂血症大鼠AMPK/ACC/CPT1通路的影响［J］. 中国中药杂志， 2018 ， 43 （ 12 ）： 2586 - 2592 .

潘磊，张金彪，崔荣岗，等 . 非酒精性脂肪肝C57BL/6小鼠模型的建立［J］. 中国组织工程研究， 2016 ， 20 （ 40 ）： 6054 - 6059 .

SCORLETTI E ， CARR R M . A new perspective on NAFLD：Focusing on lipid droplets ［J］. J Hepatol ， 2022 ， 76 （ 4 ）： 934 - 945 .

赵瀚东，杨帆，詹丽 . 非酒精性脂肪性肝病发病机制研究进展［J］. 解放军医学院学报， 2022 ， 43 （ 3 ）： 366 - 371 .

PAFILI K ， RODEN M . Nonalcoholic fatty liver disease （NAFLD） from pathogenesis to treatment concepts in humans ［J］. Mol Metab ， 2021 ， 50 ： 101122 .

BENCE K K ， BIRNBAUM M J . Metabolic drivers of non-alcoholic fatty liver disease ［J］. Mol Metab ， 2021 ， 50 ： 101143 .

ESLAM M ， NEWSOME P N ， SARIN S K ， et al . A new definition for metabolic dysfunction-associated fatty liver disease：An international expert consensus statement ［J］. J Hepatol ， 2020 ， 73 （ 1 ）： 202 - 209 .

NEVZOROVA Y A ， BOYER-DIAZ Z ， CUBERO F J ， et al . Animal models for liver disease - A practical approach for translational research ［J］. J Hepatol ， 2020 ， 73 （ 2 ）： 423 - 440 .

王春怡，高颖，李艳，等 . 黄芪散有效部位群对Ⅱ型糖尿病大鼠肝糖原及糖异生酶的影响［J］. 中药新药与临床药理， 2018 ， 29 （ 1 ）： 1 - 7 .

李艳，曹美群，陶文聪，等 . 黄芪散对高脂饮食诱导肥胖大鼠肝脏内质网应激信号通路的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2019 ， 25 （ 21 ）： 6 - 11 .

FELLMANN L ， NASCIMENTO A R ， TIBIRIÇA E ， et al . Murine models for pharmacological studies of the metabolic syndrome ［J］. Pharmacol Ther ， 2013 ， 137 （ 3 ）： 331 - 340 .

谷文超，陈聪，宋咏梅，等 . 网络药理学在中医复方研究中的应用现状［J］. 山东中医杂志， 2021 ， 40 （ 6 ）： 662 - 667 .

孙卉，滕浩，杜密英，等 . 槲皮素降脂减肥机制研究进展［J］. 食品工业科技， 2019 ， 40 （ 16 ）： 349 - 353，62 .

张超，李昌平 . 槲皮素治疗非酒精性脂肪性肝病的作用机制研究进展［J］. 中药新药与临床药理， 2015 ， 26 （ 5 ）： 718 - 721 .

赵培，杨媛，徐扬，等 . 刺芒柄花素调节血脂代谢及改善动脉粥样硬化病变的实验研究［J］. 中国新药杂志， 2009 ， 18 （ 10 ）： 925 - 929 .

DUAN X ， MENG Q ， WANG C ， et al . Effects of calycosin against high-fat diet-induced nonalcoholic fatty liver disease in mice ［J］. J Gastroenterol Hepatol ， 2018 ， 33 （ 2 ）： 533 - 542 .

VUJIĆ N ， BRADIĆ I ， GOERITZER M ， et al . ATG7 is dispensable for LC3-PE conjugation in thioglycolate-elicited mouse peritoneal macrophages ［J］. Autophagy ， 2021 ， 17 （ 11 ）： 3402 - 3407 .

YOSHII S R ， MIZUSHIMA N . Monitoring and Measuring Autophagy ［J］. Int J Mol Sci ， 2017 ， 18 （ 9 ）.

GUAL P ， GILGENKRANTZ H ， LOTERSZTAJN S . Autophagy in chronic liver diseases：The two faces of Janus ［J］. Am J Physiol Cell Physiol ， 2017 ， 312 （ 3 ）： C263 - C273 .

TAMARGO-GÓMEZ I ， MARIÑO G . AMPK：Regulation of metabolic dynamics in the context of autophagy ［J］. Int J Mol Sci ， 2018 ， 19 （ 12 ）： 3812 .

SAIKIA R ， JOSEPH J . AMPK：A key regulator of energy stress and calcium-induced autophagy ［J］. J Mol Med ， 2021 ， 99 （ 11 ）： 1539 - 1551 .

徐玲，马红艳，杨军，等 . 高脂饮食通过p-AMPK/mTOR信号通路下调小鼠肝细胞自噬水平［J］. 基础医学与临床， 2018 ， 38 （ 1 ）： 37 - 41 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

石斛合剂对2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝大鼠AMPK/TFEB信号通路自噬蛋白的影响

安寐丹通过PI3K/Akt/mTOR信号通路调控细胞自噬改善睡眠剥夺小鼠学习记忆水平

复方狼毒酊干预湿毒蕴结型多发性掌跖疣的临床疗效及机制探讨

治疗慢性萎缩性胃炎新方的挖掘及其对胃阴亏虚证型的验证

基于cAMP通路探究功劳木生物碱调节突触可塑性改善抑郁症的作用机制