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非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)是一种常见的慢性肝病,以肝脏脂质堆积为特征,与肥胖、高脂血症和胰岛素抵抗相关。研究表明,线粒体功能障碍和氧化应激在NAFLD的发生和进展中起着关键作用,补充抗氧化剂可能有助于改善NAFLD病理症状。
本文首先对14种不同植物来源的外泌体样纳米颗粒(exosome-like nanoparticles, ELNs)抗氧化活性进行初步评价,结果发现,蓝莓来源的外泌体样纳米颗粒(blueberry exosomes-like nanoparticles, BELNs)能够提高双氧水处理的HepG2细胞活力。通过考察形态、粒径、Zata电位和组成(包括RNA、脂质、蛋白质)等,明确了BELNs具有外泌体样特征。药理学机制研究结果证实,BELNs预孵育,能够提高线粒体复合体Ⅰ抑制剂鱼藤酮处理的HepG2细胞的存活率,增加线粒体数量、减少ROS生成和提高线粒体膜电位。BELNs还能通过影响核因子E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor 2, Nrf2)在细胞浆和细胞膜的分布,调节Bcl-2和HO-1等抗凋亡蛋白的表达,降低Bax蛋白含量,从而减少细胞凋亡。
在高脂饮食诱导的小鼠NAFLD模型中,连续4周灌胃BELNs后,BELNs能够改善胰岛素抵抗,并通过影响Nrf2在高脂饲料喂养小鼠肝细胞胞浆和胞核的分布,调节抗氧化基因的表达。通过降低天冬氨酸转氨酶(aspartate aminotransferase, AST)和丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase, ALT)的含量来改善肝细胞功能障碍。此外,BELNs还能通过抑制高脂饮食小鼠肝脏中从头生成脂肪的两个关键转录因子脂肪酸合成酶(fatty acid synthase, FAS)和乙酰辅酶A羧化酶1(acetyl-CoA carboxylase 1, ACC1)的表达,防止空泡的形成,减少脂滴的积累。进一步研究发现,BELNs能够通过调节肥胖小鼠肝组织中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、谷胱甘肽(glutathione,r-glutamylcysteingl+glycine,GSH)的活性,降低丙二醛(Malondialdehyde, MDA)的含量,来减少肝组织细胞凋亡。
本文的研究结果表明,BELNs可通过调节Nrf2在细胞膜和细胞浆中的分布影响抗凋亡蛋白表达,拮抗鱼藤酮诱导HepG2细胞损伤和细胞凋亡。同时,BELNs还能改善HFD喂养的小鼠NAFLD模型的胰岛素抵抗,并通过调节脂肪酸合成基因的表达以及Nrf2在肝脏的分布减轻肝脏的氧化应激反应。综上所述,BELNs可能是一种新的抗氧化剂,在NAFLD的防治方面具有广阔的应用前景。
本文首先对14种不同植物来源的外泌体样纳米颗粒(exosome-like nanoparticles, ELNs)抗氧化活性进行初步评价,结果发现,蓝莓来源的外泌体样纳米颗粒(blueberry exosomes-like nanoparticles, BELNs)能够提高双氧水处理的HepG2细胞活力。通过考察形态、粒径、Zata电位和组成(包括RNA、脂质、蛋白质)等,明确了BELNs具有外泌体样特征。药理学机制研究结果证实,BELNs预孵育,能够提高线粒体复合体Ⅰ抑制剂鱼藤酮处理的HepG2细胞的存活率,增加线粒体数量、减少ROS生成和提高线粒体膜电位。BELNs还能通过影响核因子E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor 2, Nrf2)在细胞浆和细胞膜的分布,调节Bcl-2和HO-1等抗凋亡蛋白的表达,降低Bax蛋白含量,从而减少细胞凋亡。
在高脂饮食诱导的小鼠NAFLD模型中,连续4周灌胃BELNs后,BELNs能够改善胰岛素抵抗,并通过影响Nrf2在高脂饲料喂养小鼠肝细胞胞浆和胞核的分布,调节抗氧化基因的表达。通过降低天冬氨酸转氨酶(aspartate aminotransferase, AST)和丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase, ALT)的含量来改善肝细胞功能障碍。此外,BELNs还能通过抑制高脂饮食小鼠肝脏中从头生成脂肪的两个关键转录因子脂肪酸合成酶(fatty acid synthase, FAS)和乙酰辅酶A羧化酶1(acetyl-CoA carboxylase 1, ACC1)的表达,防止空泡的形成,减少脂滴的积累。进一步研究发现,BELNs能够通过调节肥胖小鼠肝组织中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、谷胱甘肽(glutathione,r-glutamylcysteingl+glycine,GSH)的活性,降低丙二醛(Malondialdehyde, MDA)的含量,来减少肝组织细胞凋亡。
本文的研究结果表明,BELNs可通过调节Nrf2在细胞膜和细胞浆中的分布影响抗凋亡蛋白表达,拮抗鱼藤酮诱导HepG2细胞损伤和细胞凋亡。同时,BELNs还能改善HFD喂养的小鼠NAFLD模型的胰岛素抵抗,并通过调节脂肪酸合成基因的表达以及Nrf2在肝脏的分布减轻肝脏的氧化应激反应。综上所述,BELNs可能是一种新的抗氧化剂,在NAFLD的防治方面具有广阔的应用前景。