栀子苷致肝损伤真相：抑制 FXR 打乱胆汁酸，还激活炎性小体！

乙肝病毒(HBV)感染是全球主要公共卫生问题之一，有超过2.5亿人慢性感染HBV。而其中有超三分之一的人口集中在我国，人数接近1亿人。NTCP工具细胞，特别是外源表达NTCP的肝癌细胞系如HepG2-NTCP和Huh7-NTCP，因其易操作、短周期、重现性佳的特点，在乙肝病毒(HBV)研究中扮演着至关重要的角色。这些细胞模型能够有效模拟HBV的感染过程，为研究HBV的生命周期、宿主限制因子、病毒复制以及药物筛选提供了一个强大而便捷的体外平台。它们不仅有助于揭示HBV感染的分子机制，如DDX3作为宿主限制因子阻碍cccDNA转录，GPC5作为附着因子在感染入胞过程中的作用，还能通过直接与NTCP相互作用或下调NTCP表达来筛选和验证抗病毒药物的活性，例如环孢菌素A及其衍生物、雷帕霉素及其衍生物等。此外，这些工具细胞还促进了对HBV宿主特异性分子的发现，为发展支持HBV感染的小动物模型提供了可能，这对于乙肝相关研究和药物开发具有重大意义。

基本信息

英文标题：Geniposide induces hepatotoxicity via the bile acid-induced activation of NLRP3 inflammasome and regulation of the FXR/PERK/TXNIP pathway

中文标题：栀子苷通过胆汁酸诱导的 NLRP3 炎性小体激活及调控 FXR/PERK/TXNIP 通路引发肝毒性

发表期刊：《Toxicology Letters》

影响因子：2.9

作者单位：

1. College of Chinese Materia Medica and Food Engineering, Shanxi University of Chinese Medicine, Jinzhong 030619, China

2. College of Basic Medical Sciences, Shanxi University of Chinese Medicine, Jinzhong 030619, China

3. Shanxi Traditional Chinese Medical Hospital, Taiyuan 030024, China

作者信息：

Zhinan Jin, Shenghui Cheng, Baoyue Liu, Yixuan Liu, Yanming Wei, Xuliang Hao, Huifang Li

研究背景

栀子(Gardenia jasminoides)是常用中药，但其主要活性成分栀子苷(GE)在高剂量或长期使用时会引发严重肝毒性，机制尚未明确。已知药物诱导肝损伤(DILI)中，胆汁酸(BA)代谢紊乱和炎症反应是关键环节：法尼醇 X 受体(FXR)作为胆汁酸激活的核受体，通过调控下游胆汁酸转运体(BSEP、NTCP)维持 BA 稳态;而 PERK/TXNIP/NLRP3 炎性小体轴是内质网应激(ERS)诱导炎症的核心通路，二者可能存在交叉调控，但在 GE 肝毒性中的作用未被证实。本研究以 SD 大鼠为模型，采用 13 倍临床等效剂量(450mg/kg)的 GE 处理 5 天，结合 FXR 激动剂奥贝胆酸(OCA)干预，探究 GE 通过调控 BA 代谢和 FXR/PERK/TXNIP/NLRP3 通路引发肝毒性的具体机制，为栀子的临床安全用药及 cholestatic 肝损伤治疗提供依据。

研究方法

动物实验与分组：

30 只 SPF 级 SD 大鼠(200±20g)随机分 3 组(n=10，雌雄各半)：对照组(CON，生理盐水灌胃)、GE 组(450mg/kg GE 灌胃)、GE+OCA 组(450mg/kg GE+25mg/kg OCA 灌胃，OCA 在 GE 处理 4 小时后给予)，连续处理 5 天;

末次处理 2 小时后，乌拉坦麻醉大鼠，腹主动脉取血分离血清，取肝组织分为两部分(-80℃冻存用于分子检测，4% 多聚甲醛固定用于病理分析)。

肝损伤评估：

血清生化：自动生化分析仪检测 ALT(谷丙转氨酶)、AST(谷草转氨酶)、TBIL(总胆红素)水平;

组织病理：肝组织石蜡包埋、H&E 染色，光镜下观察病理改变(肝细胞坏死、炎症浸润、脂肪变性)。

胆汁酸代谢分析：

LC-MS/MS 检测血清 BA 组分(如 CA、CDCA、GCA 等)，通过 PCA、火山图分析差异 BA，计算初级 / 次级 BA、结合 / 非结合 BA 比例。

分子机制检测：

qRT-PCR：检测 FXR、BSEP、NTCP、NLRP3、TXNIP、Caspase-1 的 mRNA 表达(内参 GAPDH，2⁻ΔΔCt 法计算);

Western blot：检测 FXR、BSEP、NTCP、NLRP3、p-PERK/PERK、TXNIP、Caspase-1、IL-1β 的蛋白表达;

ELISA：检测血清中炎症因子 IL-1β、IL-18 的浓度。

实验结果

图1：GE 诱导大鼠肝损伤及 OCA 的缓解作用

图1 评估 GE 对肝组织的病理和生化影响：

① H&E 染色显示，CON 组肝小叶结构完整、肝细胞饱满;GE 组肝组织结构模糊，可见肝细胞坏死、胞质碎裂、胆管增生、炎症浸润及脂肪变性;GE+OCA 组仅偶见肝细胞小灶性坏死和轻度脂肪变性，结构基本恢复(图 1B);

② 血清生化指标：GE 组 ALT、AST、TBIL 水平较 CON 组显著升高(p<0.01)，而 GE+OCA 组上述指标较 GE 组显著降低(p<0.01)(图 1C)，证实 GE 引发 cholestatic 肝损伤，OCA 可有效缓解。

图2：GE 紊乱胆汁酸代谢，OCA 恢复 BA 稳态

图2 通过 LC-MS/MS 解析 BA 代谢变化：

① PCA 和火山图显示，GE 组与 CON 组存在 13 种差异 BA，GE+OCA 组与 GE 组存在 16 种差异 BA(图 2A-D);

② 热图和定量分析显示，GE 组初级 BA(CA、CDCA、GCA 等)显著升高，其中 CA 升高 21 倍(最显著)，次级 BA 比例降低;GE+OCA 组上述 BA 水平显著下调(CA 降低 86.8%)(图 2E-H);

③ BA 比例分析：GE 组初级 / 次级 BA 比值升高、结合 / 非结合 BA 比值降低，OCA 处理后比值恢复至接近 CON 组(图 2I)，证实 GE 破坏 BA 稳态，OCA 通过调节 BA 组成逆转代谢紊乱。

图3：GE 通过抑制 FXR 激活 NLRP3 炎性小体

图3 探究 FXR 与 NLRP3 通路的关联：

① Western blot 和 qRT-PCR 显示，GE 组肝组织 FXR 蛋白和 mRNA 表达较 CON 组显著降低(p<0.01)，而 NLRP3、IL-1β 的蛋白和 mRNA 表达显著升高(p<0.01);

② GE+OCA 组 FXR 表达较 GE 组显著上调(p<0.01)，NLRP3、IL-1β 表达显著下调(p<0.01)(图 3A-F)，证实 GE 通过抑制 FXR 激活 NLRP3 炎性小体，OCA 可通过激活 FXR 拮抗该效应。

图4：GE 通过 PERK/TXNIP 通路调控 NLRP3，OCA 逆转该过程

图4 解析 FXR 下游通路及炎症激活机制：

① FXR 下游转运体：GE 组 BSEP(胆汁酸输出泵)、NTCP(钠牛磺胆酸共转运多肽)的蛋白和 mRNA 表达较 CON 组显著降低(p<0.01)，GE+OCA 组显著上调(p<0.01)(图 4A-C、F、I);

② PERK/TXNIP 通路：GE 组 p-PERK/PERK 比值、TXNIP 蛋白和 mRNA 表达较 CON 组显著升高(p<0.01)，GE+OCA 组显著降低(p<0.01)(图 4G-H、J);

③ 炎症因子：GE 组 Caspase-1(炎性小体下游蛋白酶)的蛋白和 mRNA 表达显著升高(p<0.01)，血清 IL-1β、IL-18 浓度显著升高(p<0.01)，GE+OCA 组上述指标均显著下调(p<0.01)(图 4D-E、K-L)，证实 GE 抑制 FXR 后，通过激活 PERK/TXNIP 通路促进 NLRP3 炎性小体激活，进而释放炎症因子加剧肝损伤，OCA 可阻断该通路。

研究结论

本研究证实，450mg/kg 栀子苷(GE)通过双重机制引发 SD 大鼠严重肝毒性：一方面，GE 显著抑制肝组织中法尼醇 X 受体(FXR)的表达，导致其下游胆汁酸转运体 BSEP 和 NTCP 表达下调，引发胆汁酸(BA)代谢紊乱(初级 BA 升高、结合 BA 比例降低)，BA 在肝细胞内蓄积导致 cholestatic 损伤;另一方面，FXR 抑制进一步激活内质网应激相关的 PERK/TXNIP 通路，促进 TXNIP 与 NLRP3 炎性小体结合，激活 Caspase-1 并释放 IL-1β、IL-18 等炎症因子，加剧肝脏炎症反应。而 FXR 激动剂奥贝胆酸(OCA)可通过激活 FXR，同时逆转 BA 代谢紊乱和 PERK/TXNIP/NLRP3 通路激活，显著缓解 GE 诱导的肝损伤。该研究明确了 FXR 是 GE 肝毒性的关键调控靶点，为栀子的临床安全用药及 cholestatic 肝损伤的靶向治疗提供了分子机制和实验依据。