BJP：矢车菊素-3-O-葡萄糖苷(C3G)通过增强PINK1介导的线粒体自噬改善小鼠的非酒精性脂肪肝病

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是全世界主要的肝脏类疾病，它的全球患病率为25.24％，并可能会发展为非酒精性脂肪性肝炎和肝硬化，或直接发展为肝癌。因此，急需深入了解NAFLD的发病机理并寻找治疗它的有效药物。

线粒体通过脂肪酸氧化和三羧酸循环产生三磷酸腺苷和活性氧（ROS）协调肝脏能量代谢，其功能障碍与NAFLD的进展及代谢缺陷密切相关。近期的研究表明，患有NAFLD的病人或小鼠肝脏中有大量的损伤线粒体积累，而损伤的线粒体会释放过量ROS而引起氧化应激，造成脂代谢紊乱并过度激活炎性通路，进一步加剧NAFLD。因此，及时清除损伤线粒体可能是治疗NAFLD的潜在方法。

线粒体自噬是一种选择性清除多余或受损线粒体的自噬过程，在调节细胞内线粒体数量和维持线粒体稳态等方面发挥重要作用，其受损会导致损伤线粒体积累。研究表明，PINK1-Parkin信号通路是调节线粒体自噬的核心通路，PINK1表达降低导致线粒体自噬受损。因此，NAFLD患者肝脏的氧化应激和炎性通路的过度激活可能与PINK1介导的线粒体自噬受损有关。所以，剖析PINK1介导的线粒体自噬在NAFLD发生发展中的作用及内在机制，有助于明确NAFLD的发病机理并找寻治疗靶点。

近年来，通过饮食替代药物以减轻NAFLD的策略越发受到人们的重视。以前的研究报道，矢车菊素-3-O-葡萄糖苷（C3G）能改善肝脏氧化应激和脂肪变性，且富含C3G的黑大豆提取物能够减少肥胖患者和大鼠的内脏脂肪并改善血浆脂质谱，说明C3G可能有助于改善NAFLD，但其潜在的分子机制尚未明确。

2020年4月，吉林大学动物医学学院、吉林大学第一医院、中国科学院遗传与发育生物学研究所、美国伊利诺伊大学的相关研究人员在《British Journal of Pharmacology》（IF：6.583）上发表了题为“矢车菊素-3-O-葡萄糖苷（C3G）通过增强PINK1介导的线粒体自噬改善小鼠的非酒精性脂肪肝”的研究论文，评估了C3G对NAFLD的治疗作用，并阐明了C3G调节NAFLD的潜在机制。

研究人员首先用高脂饮食（HFD）饲喂小鼠12周，接着再用含有0.2％C3G的HFD饲喂4周。结果发现，C3G治疗显着降低了HFD小鼠的体重和肝重，缓解了肝脏的脂肪变性，并降低了HFD小鼠的空腹血糖和胰岛素水平以及HOMA-IR指数。表明C3G能够改善HFD小鼠的肝脏脂质蓄积和系统性葡萄糖代谢（图1）。

图1. C3G缓解肝脏脂肪变性并改善系统性葡萄糖代谢

慢性低度炎症是NAFLD的典型特征，而抑制NLRP3炎性体激活可减轻肝脏脂肪变性并改善葡萄糖稳态。因此，研究人员检测了C3G处理小鼠的NLRP3炎性体活化状态。结果表明，C3G能够明显抑制HFD小鼠肝脏的NLRP3炎性体活化（图2）。

图2. C3G抑制NLRP3炎性体的活化

过量的脂肪酸能对线粒体产生脂质毒性作用，导致线粒体功能障碍和氧化应激，从而进一步加剧肝脏的脂肪变性。研究人员发现，NAFLD小鼠的肝脏中，线粒体表现为肿胀、嵴断裂且损伤线粒体积聚。重要的是，补充C3G能够改善NAFLD小鼠的线粒体损伤，清除损伤的线粒体，减轻NAFLD小鼠肝脏的氧化应激。表明C3G可能通过消除损伤线粒体以维持线粒体稳态并减轻氧化应激（图3）。

图3. C3G清除损伤的线粒体并缓解肝脏氧化应激

PINK1-Parkin介导的线粒体自噬是靶向并选择性清除受损线粒体的有效途径。研究人员发现，C3G能够明显增加PINK1和Parkin的表达以及在线粒体的定位，并促进自噬关键分子LC3-II和p62在线粒体的聚集，说明C3G能够增强线粒体自噬以促进损伤线粒体的清除（图4）。

图4. C3G增强NAFLD小鼠的线粒体自噬

接下来，研究人员利用AAV8-shPINK1敲低NAFLD小鼠肝脏PINK1的表达后，发现C3G无法引起LC3-II和p62在线粒体的聚集，不能清除损伤线粒体（图5）。说明C3G通过PINK1增强线粒体自噬。

图5. 敲低PINK1阻断C3G诱导的肝脏线粒体自噬

鉴于线粒体在肝脏脂代谢稳态中的重要作用以及C3G对PINK1介导的线粒体自噬的增强作用，研究人员推测C3G对NAFLD的有益作用可能是由PINK1依赖性线粒体自噬介导的。结果表明，当敲低肝脏PINK1的表达时，C3G无法改善NAFLD小鼠的氧化应激、NLRP3的过度激活、糖代谢失衡以及肝脏的脂质蓄积，说明C3G的确通过增强PINK1介导的线粒体自噬改善NAFLD（图6）。

图6. C3G通过PINK1介导的线粒体自噬改善NAFLD