熊果酸通过NLRP3信号通路减轻高脂饮食联合链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠肝损伤

Ursolic acid alleviates liver injury in diabetic mice induced by high-fat diet combined with streptozotocin via the NLRP3 signaling pathway.

作者信息Xinyan Wang, Ruyu Ma, Di Lou, Hanbing Li, Minyou Qi
PMID41637437
期刊PLoS One
发布时间2026-02-04
DOI10.1371/journal.pone.0340643

实验完整度

高

包含体内动物模型(HFD+STZ诱导的NAFLD小鼠)和体外细胞模型(HG+PA诱导的LO2细胞),并进行了功能验证(氧化应激、脂质沉积)和机制验证(NLRP3激动剂NSS逆转实验),实验层级完整。

主要模型

HFD+STZ诱导的T2DM合并NAFLD小鼠模型(C57BL/6J) 高糖+棕榈酸诱导的LO2细胞氧化应激模型

重点核对

小鼠模型:C57BL/6J雄性小鼠,7周龄,体重20±2g,适应7天后随机分为正常饮食组和高脂饮食组,高脂饮食6周后连续5天腹腔注射STZ(35 mg/kg,溶于0.1M柠檬酸缓冲液,pH 4.5)诱导糖尿病,9天后FBG≥11.1 mmol/L的小鼠随机分为NC、DC和UA组,每组8只。 UA给药:UA组小鼠灌胃100 mg/kg/d,持续8周,对照给予等量生理盐水。 细胞模型:LO2细胞用DMEM低糖培养基(含10%FBS)培养,模型组用含0.25 mmol/L棕榈酸和33.3 mmol/L葡萄糖的DMEM培养基处理24小时诱导脂肪变性;UA组用含25 μmol/L UA的培养基处理模型细胞24小时。 NSS实验:NSS(NLRP3激动剂)以10 μmol/L浓度处理,用于验证UA对NLRP3通路的抑制作用。 统计设计:数据以mean±SD表示,多组比较采用单因素方差分析(one-way ANOVA)和Tukey检验,P<0.05为差异有统计学意义。

摘要

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一种代谢应激性肝损伤,与2型糖尿病(T2DM)密切相关。熊果酸(UA)是一种天然的五环三萜类化合物,具有抗炎、降糖和肝脏保护作用。然而,其在T2DM合并NAFLD模型中通过NLRP3炎症小体通路调控肝损伤的作用尚未被系统阐明。本研究通过体内(STZ+高脂饮食诱导的NAFLD小鼠模型)和体外(高糖+棕榈酸诱导的LO2细胞氧化应激模型)实验,系统评价了UA对NAFLD的保护作用及其分子机制。结果表明,UA显著改善肝脏脂质沉积,降低血清ALT/AST水平,并有效减轻氧化应激,表现为肝组织中丙二醛(MDA)含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性升高。进一步的机制研究表明,UA可通过抑制NLRP3炎症小体活化,显著下调促炎因子IL-1β和促纤维化因子TGF-β1的表达水平,同时减少IV型胶原的沉积。本研究证明熊果酸(UA)对T2DM合并NAFLD具有保护作用,其作用机制可能与UA调节NLRP3信号通路,抑制氧化应激、炎症和纤维化有关。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
熊果酸(UA)是否通过NLRP3信号通路对T2DM合并NAFLD的肝损伤发挥保护作用?
核心机制
UA通过抑制NLRP3炎症小体活化,下调促炎因子IL-1β和促纤维化因子TGF-β1的表达,减少IV型胶原沉积,从而抑制氧化应激、炎症和纤维化。
主要证据
在HFD+STZ诱导的糖尿病小鼠模型和高糖+棕榈酸诱导的LO2细胞模型中,UA显著改善肝脂沉积、降低血清ALT/AST水平、减轻氧化应激(MDA降低,SOD、CAT、GSH-Px升高),并下调NLRP3、IL-1β、TGF-β1和IV型胶原的表达;NSS逆转了UA对NLRP3、caspase-1、IL-1β和IL-18的抑制作用。
研究意义
本研究为UA治疗T2DM合并NAFLD提供了实验依据,并为开发改善该病症的药物提供了思路。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立T2DM合并NAFLD小鼠模型

模拟T2DM合并NAFLD的病理状态,用于评估UA的肝保护作用。

C57BL/6J小鼠高脂饮食喂养6周后,连续5天腹腔注射STZ(35 mg/kg)诱导糖尿病,9天后检测FBG≥11.1 mmol/L的小鼠随机分为NC、DC和UA组。UA组灌胃给药100 mg/kg/day,持续8周,NC和DC组给予等量生理盐水。

2

评估UA对小鼠肝损伤和脂质沉积的影响

验证UA对糖尿病小鼠肝功能和血脂的改善作用。

检测血清ALT、AST、TG、TC水平,计算肝系数,并进行肝组织H&E、油红O和Masson染色,观察肝组织病理变化。

3

评估UA对小鼠肝脏氧化应激的影响

检测UA对糖尿病小鼠肝脏氧化应激指标的调节作用。

检测肝组织中SOD、CAT、GSH-Px活性和MDA含量。

4

评估UA对小鼠肝脏炎症和纤维化的影响

验证UA是否通过抑制NLRP3炎症小体减轻肝脏炎症和纤维化。

采用免疫组化和Western blotting检测肝组织中NLRP3、IL-1β、TGF-β1和IV型胶原的表达。

5

建立高糖+棕榈酸诱导的LO2细胞损伤模型

在体外模拟糖尿病相关肝细胞损伤,验证UA的细胞保护作用。

LO2细胞用含0.25 mmol/L棕榈酸和33.3 mmol/L葡萄糖的DMEM培养基处理24小时,建立损伤模型。MTT法筛选UA浓度(6.25, 12.5, 25, 50, 100 μmol/L)确定25 μmol/L用于后续实验。

6

评估UA对LO2细胞脂质沉积和氧化应激的影响

验证UA在体外模型中对脂质积累和氧化应激的改善作用。

通过油红O染色观察脂质沉积,检测细胞内TG、TC含量及SOD活性和MDA含量。

7

评估UA对LO2细胞炎症和纤维化蛋白表达的影响

验证UA在体外对NLRP3炎症小体和纤维化相关蛋白的抑制作用。

Western blotting检测NLRP3、IL-1β、TGF-β1和IV型胶原的表达。

8

NSS逆转实验验证UA通过NLRP3通路发挥保护作用

验证UA对LO2细胞的保护作用是否依赖于抑制NLRP3信号通路。

使用NLRP3激动剂NSS(10 μmol/L)处理细胞,通过免疫荧光和Western blotting检测NLRP3、caspase-1、IL-1β和IL-18的表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
熊果酸Shanghai Huzhen--
棕榈酸Sigma57-10-3
链脲佐菌素Sigma18883-66-4
尼日利亚霉素钠盐Casmart--
胎牛血清Tianhang--
DMEM低糖培养基Gibco--
AST检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
ALT检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
甘油三酯检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
总胆固醇检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
SOD检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
CAT检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
GSH-Px检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
MDA检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
BCA蛋白浓度检测试剂盒Beyotime--
MTT(3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐)Beyotime--
NLRP3抗体Affinity--
IL-1β抗体Affinity--
TGF-β1抗体Affinity--
IV型胶原抗体Abcam--
GAPDH抗体Abcam--
山羊抗兔IgG(H+L)抗体Thermo Scientific--
山羊抗小鼠IgG(H+L)抗体Thermo Scientific--
光学显微镜(TI-S)Nikon--
激光扫描共聚焦显微镜Zeiss--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
小鼠品系、性别、年龄、体重;高脂饮食喂养时间;STZ剂量、给药方式、给药天数;糖尿病判定标准(FBG≥11.1 mmol/L);分组及样本量(n=8)
阅读提示:Materials and Methods 2.2 Animals and drug treatment
UA给药方案
UA剂量(100 mg/kg)、给药途径(灌胃)、给药频率(每日一次)、给药持续时间(8周)、溶解溶剂(生理盐水)、对照组处理(等量生理盐水)
阅读提示:Materials and Methods 2.2 Animals and drug treatment
细胞模型诱导
细胞系(LO2);培养基(DMEM低糖,10% FBS);处理条件(33.3 mmol/L葡萄糖+0.25 mmol/L棕榈酸,24小时);UA处理浓度(25 μmol/L)及时间(24小时);NSS浓度(10 μmol/L)
阅读提示:Materials and Methods 2.6 Cell culture and treatment
氧化应激指标检测
肝组织或细胞中SOD、CAT、GSH-Px活性及MDA含量的检测方法;样本处理(肝组织匀浆、离心条件);检测试剂盒品牌及货号
阅读提示:Materials and Methods 2.3 Serum and liver tissue biochemical analysis
Western blotting
蛋白提取方法(RIPA裂解液含1% Triton X-100);抗体稀释比(NLRP3 1:1000, IL-1β 1:500, TGF-β1 1:1000, Collagen IV 1:2000, GAPDH 1:10000);二抗信息;ECL显色及灰度分析(Image J)
阅读提示:Materials and Methods 2.11 Western blotting