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人参皂苷Rg1激活Nrf2通路并抑制线粒体凋亡在减轻酒精诱导树鼩肝损伤中的作用机制

李进涛,  徐天勇,  胡艳丽,  胡月新,  洪圣雄,  陆裕,  程继帅,  徐立

李进涛, 徐天勇, 胡艳丽, 胡月新, 洪圣雄, 陆裕, 程继帅, 徐立. 人参皂苷Rg1激活Nrf2通路并抑制线粒体凋亡在减轻酒精诱导树鼩肝损伤中的作用机制[J]. 昆明医科大学学报.
引用本文: 李进涛, 徐天勇, 胡艳丽, 胡月新, 洪圣雄, 陆裕, 程继帅, 徐立. 人参皂苷Rg1激活Nrf2通路并抑制线粒体凋亡在减轻酒精诱导树鼩肝损伤中的作用机制[J]. 昆明医科大学学报.
Jintao LI, Tianyong XU, Yanli HU, Yuexin HU, Shengxiong HONG, Yu LU, Jishuai CHENG, Li XU. Mechanism of Ginsenoside Rg1 in Alleviating Alcohol-Induced Liver Injury in Tree Shrews via Activating of Nrf2 Pathway and Inhibiting of Mitochondrial Apoptosis[J]. Journal of Kunming Medical University.
Citation: Jintao LI, Tianyong XU, Yanli HU, Yuexin HU, Shengxiong HONG, Yu LU, Jishuai CHENG, Li XU. Mechanism of Ginsenoside Rg1 in Alleviating Alcohol-Induced Liver Injury in Tree Shrews via Activating of Nrf2 Pathway and Inhibiting of Mitochondrial Apoptosis[J]. Journal of Kunming Medical University.

人参皂苷Rg1激活Nrf2通路并抑制线粒体凋亡在减轻酒精诱导树鼩肝损伤中的作用机制

基金项目: 国家自然科学基金(82360393);云南省基础研究计划项目(202601AS070024);云南省科技厅-昆明医科大学基础研究联合专项面上项目(202401AY070001-065);昆明医科大学医学实验动物学学科团队项目(2024XKTDPY17)。
详细信息
    作者简介:

    李进涛(1982~) ,男,云南嵩明人,博士,高级实验师,主要从事人类疾病动物模型构建应用与药理学研究工作

    通讯作者:

    程继帅,E-mail:chengjishuai@kmmu.edu.cn

    徐立,E-mail:dalixuli@163.com

  • 中图分类号: R575.5

Mechanism of Ginsenoside Rg1 in Alleviating Alcohol-Induced Liver Injury in Tree Shrews via Activating of Nrf2 Pathway and Inhibiting of Mitochondrial Apoptosis

  • 摘要:   目的  探讨人参皂苷Rg1对酒精诱导树鼩肝损伤的保护作用,并基于Nrf2信号轴与线粒体凋亡途径揭示其分子机制,为酒精性肝病的治疗提供新思路。  方法  将树鼩随机分为对照组、酒精模型组及人参皂苷Rg1给药组(每组6只)。后两组通过灌胃酒精建立肝损伤模型,Rg1给药组同时灌服人参皂苷Rg1,连续干预12周。采用肝脏超声评估肝实质变化;检测血清肝功能指标(ALT、AST)、氧化应激指标丙二醛(MDA)水平,以及乳酸脱氢酶(LDH)与谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性;肝组织切片经HE染色后观察脂肪变性、炎症细胞浸润及气球样变程度;透射电镜用于观察线粒体超微结构改变;Western Blot法检测Nrf2通路蛋白(Nrf2、Keap1)及凋亡有关蛋白(Bcl-2、Bax、Cytochrome c、总Caspase-9、总Caspase-3)的表达。免疫组化检测肝组织中Keap1,HO-1及总Caspase-3的蛋白表达定位。  结果  与模型组相比,人参皂苷Rg1组树鼩肝脏超声影像学改善,血清ALT、AST、MDA含量及LDH活性显著降低(P < 0.05,F值分别为327.57、218.70、510.07、331.59),GSH-Px活性显著上升(P < 0.05);肝组织内的脂肪变性、炎症浸润及气球样病变均显著减轻;透射电镜显示线粒体肿胀等超微结构损伤得到修复。在分子表达层面,人参皂苷Rg1显著上调Nrf2蛋白表达,下调其负调控因子Keap1表达(P < 0.05);免疫组化证实人参皂苷Rg1干预后Keap1阳性信号减弱,HO-1阳性信号显著增强(P < 0.05)。同时,人参皂苷Rg1干预提高抗凋亡蛋白Bcl-2表达,降低促凋亡蛋白Bax表达,抑制Cytochrome c释放(P < 0.05);总Caspase-9(前体形式)表达水平回升,总Caspase-3(前体形式)表达下调趋势被逆转(P < 0.05);免疫组化显示总Caspase-3阳性信号在人参皂苷Rg1组显著减弱(P < 0.05)。  结论  人参皂苷Rg1对酒精诱导的树鼩肝损伤具有明确的保护作用,其机制可能涉及激活Nrf2/Keap1/HO-1抗氧化通路、改善线粒体结构、调控Bcl-2/Bax平衡及抑制Caspase级联反应,从而阻断线粒体依赖性凋亡途径。
  • 图  1  树鼩肝脏超声检查图像

    Figure  1.  Ultrasound image of tree shrew liver

    图  2  苏木素-伊红染色观察树鼩肝组织形态学(×200)

    Figure  2.  Histomorphology of tree shrew liver tissue observed by hematoxylin and eosin staining (×200)

    图  3  人参皂苷Rg1对树鼩肝脏Nrf2和Keap1蛋白表达的影响(n = 6,$ \bar x \pm s $)

    A:各组树鼩肝脏Nrf2、Keap1蛋白表达条带;B~C:各组树鼩肝脏Nrf2、Keap1蛋白表达水平定量分析;Nrf2:F = 42.36,Keap1:F = 38.72,*P < 0.05。

    Figure  3.  Effect of ginsenoside Rg1 on the expression of Nrf2 and Keap1 proteins in the liver of tree shrews(n = 6,$ \bar x \pm s $)

    图  4  人参皂苷Rg1对树鼩肝脏Keap1和HO-1免疫组化染色的影响(×200)

    Figure  4.  Effects of Ginsenoside Rg1 on the immunohistochemical staining of Keap1 and HO-1 in the liver of tree shrews (×200)

    图  5  透射电镜观察树鼩肝细胞线粒体超微结构(×7000)

    Figure  5.  Transmission electron microscopy observation of the ultrastructure of mitochondria in tree shrew hepatocytes (×7000)

    图  6  人参皂苷Rg1对树鼩肝脏Bcl-2、Bax、Cytochrome C、Total Caspase-9和Total Caspase-3蛋白表达的影响(n = 6,$ \bar x \pm s $)

    A:各组树鼩肝脏Bcl-2、Bax、Cytochrome C、Total Caspase-9和Total Caspase-3蛋白表达条带;B~G:各组树鼩肝脏Bcl-2、Bax、Cytochrome C、Total Caspase-9和Total Caspase-3蛋白表达水平定量分析及Bcl-2/Bax比值;Bcl-2:F = 35.18,Bax:F = 29.64,Cytochrome C:F = 48.52,Total Caspase-9:F = 27.83,Total Caspase-3:F = 31.47,*P < 0.05。

    Figure  6.  Effects of Ginsenoside Rg1 on the expression of Bcl-2,Bax,cytochrome c,total caspase-9 and total caspase-3 proteins in the liver of tree shrews(n = 6,$ \bar x \pm s $)

    图  7  人参皂苷Rg1对树鼩肝脏总Caspase-3免疫组化染色的影响(×200)

    Figure  7.  Effect of Ginsenoside Rg1 on total caspase-3 immunohistochemical staining in tree shrew liver(×200)

    图  8  人参皂苷Rg1肝脏保护机制假设示意图

    注:人参皂苷Rg1可能通过调控Nrf2/Keap1通路,增强HO-1等抗氧化酶活性,减轻线粒体氧化应激,保护线粒体结构完整性,调节Bcl-2/Bax平衡,抑制Cytochrome c释放与Caspase级联反应,最终减轻酒精诱导的肝细胞凋亡。图中箭头表示各环节间的调控关系。本图基于本研究结果提出的机制假设,尚需Nrf2特异性抑制剂或基因敲低实验进一步验证。

    Figure  8.  Schematic diagram of the proposed mechanism hypothesis of Ginsenoside Rg1 liver protection

    表  1  各组树鼩血清肝功能、氧化应激及LDH、GSH-Px活性比较(n = 6,$ \bar x \pm s $)

    Table  1.   Comparison of serum liver function,oxidative stress,LDH and GSH PX activities in each group of tree shrews (n = 6,$ \bar x \pm s $)

    组别 AST(U/L) ALT(U/L) MDA(μmol/L) LDH(U/L) GSH-Px(U/mL)
    对照组 182.20 ± 6.42 85.00 ± 5.96 13.54 ± 0.57 1768.86 ± 59.04 214.92 ± 7.12
    模型组 331.80 ± 12.60a 172.40 ± 6.47a 26.32 ± 0.57a 3235.30 ± 90.16a 170.88 ± 4.96a
    人参皂苷Rg1组 238.20 ± 7.85b 127.80 ± 7.33b 19.79 ± 0.74b 2510.53 ± 112.72b 183.12 ± 5.45b
    F 327.57 218.70 510.07 331.59 73.56
    P <0.001* <0.001* <0.001* <0.001* <0.001*
      *P < 0.05;与对照组比较,aP < 0.05;与模型组比较,bP < 0.05。
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    表  2  各组树鼩肝组织病理学评分(n = 6,$ \bar x \pm s $,分)

    Table  2.   Histopathological scores of tree shrew liver tissue by group(n = 6,$ \bar x \pm s $,score)

    组别 脂肪变性 炎性细胞浸润 气球样变 总分
    对照组 0.00 ± 0.00 0.00 ± 0.00 0.00 ± 0.00 0.00 ± 0.00
    模型组 3.00 ± 0.00a 1.00 ± 0.00a 1.40 ± 0.55a 5.20 ± 0.84a
    人参皂苷Rg1组 1.40 ± 0.55b 0.80 ± 0.45b 0.60 ± 0.55b 2.80 ± 0.45b
    H 15.24 12.86 9.42 15.38
    P <0.001* <0.001* <0.001* <0.001*
      *P < 0.05;与对照组比较,aP < 0.05;与模型组比较,bP < 0.05;多组间比较采用Kruskal-Wallis H检验,两两比较采用Dunn-Bonferroni检验。
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    表  3  各组树鼩Keap1和HO-1免疫组化阳性面积比较(n = 6,$ \bar x \pm s $)

    Table  3.   Comparison of the positive areas of Keap1 and HO-1 immunohistochemistry in each group of tree shrews (n = 6,$ \bar x \pm s $)

    组别Keap1阳性面积(%)HO-1阳性面积(%)
    对照组7.61 ± 0.721.56 ± 0.21
    模型组20.15 ± 1.61a2.37 ± 0.29
    人参皂苷Rg1组13.90 ± 1.09b5.44 ± 0.28b
    F136.94306.45
    P<0.001*<0.001*
      *P < 0.05;与对照组比较,aP < 0.05;与模型组比较,bP < 0.05。
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    表  4  各组树鼩总Caspase-3免疫组化阳性面积与阳性细胞比例的比较(n = 6,$ \bar x \pm s $)

    Table  4.   Comparison of total Caspase-3 immunohistochemical positive area and positive cell proportion in each group of tree shrews (n = 6,$ \bar x \pm s $)

    组别 总Caspase-3
    阳性面积 (%)
    阳性细胞
    比例 (%)
    对照组 1.76 ± 0.31 13.79 ± 1.82
    模型组 6.85 ± 0.91a 36.54 ± 6.08a
    人参皂苷Rg1组 2.62 ± 0.22b 18.31 ± 1.94b
    F 113.60 49.46
    P <0.001* <0.001*
      *P < 0.05;与对照组比较,aP < 0.05;与模型组比较,bP < 0.05。
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  • 收稿日期:  2026-05-08

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