谷物毒素伤肝！中国农大贺晓云教授团队揭示花青素对抗玉米赤霉烯酮肝毒性新机制

文章标题：Cyanidin-3-glucoside mitigates zearalenone-enhanced hepatic lipotoxicity via inhibition of PXR activation 

发表期刊：Food Research International（IF 8.8）

合作客户：中国农业大学贺晓云教授团队

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AAV8-shRNA特异性敲低小鼠肝脏中的PXR表达

研究背景

玉米赤霉烯酮（ZEA）是一种常见于谷物中的真菌毒素，广泛存在于世界各地的谷类产品中，具有雌激素样作用，长期低剂量暴露。代谢相关脂肪性肝病（MAFLD）以肝脏脂质蓄积为特征，可进展为肝纤维化、肝癌，研究证实ZEA暴露会加重高脂饮食诱导的肝脏脂质代谢紊乱、促进MAFLD发展，但ZEA作用于肝脏的直接靶点与分子机制尚不明确。C3G是一种天然花青素，已知具有代谢调节作用，但能否缓解ZEA诱导的肝脂毒性尚不清楚。孕烷X受体（PXR）是感知外源物的核受体，可调节内源性能量代谢并通过恶化肝脂肪变性促进MAFLD进展，但PXR在ZEA致MAFLD中的作用以及靶向PXR的干预手段仍缺失。

研究结果

1、肝脏PXR是ZEA诱导MAFLD加重的靶点

研究发现，ZEA与高脂饮食HFD联合暴露会进一步加剧小鼠肝脏能量代谢紊乱，雄性小鼠对该类脂质代谢异常更为敏感；补充花青素可显著逆转上述代谢损伤。转录水平结果显示，ZEA可显著上调高脂饮食小鼠肝脏中pxr的表达，同时明显提升PXR调控的脂肪酸转运相关基因，证实PXR是ZEA加重MAFLD的核心靶点。体外采用油酸（OA）联合ZEA处理HepG2、HepaRG肝细胞，发现ZEA可显著促进PXR发生核转位，同时上调PXR下游脂肪酸转运蛋白FABP4、CD36，以及脂质合成蛋白FASN、ACC。利用siRNA敲低细胞PXR表达后，上述蛋白的异常表达均被逆转。以上结果证实，ZEA通过上调并激活人肝细胞内的PXR来加剧MAFLD。

siPXR抑制肝细胞中ZEA诱导的长链脂肪酸摄取和脂肪生成

2、C3G减弱ZEA和OA联合暴露诱导的PXR激活

体外实验验证表明C3G限制PXR活化，进一步在体内使用AAV8-shRNA载体实现了小鼠肝脏PXR的特异性敲低，然后用单独的ZEA或ZEA+C3G处理小鼠。发现PXR敲低降低了ZEA诱导的PXR活化，并减少了ZEA诱导的CD36和FABP4的增加，值得注意的是，C3G在PXR敲低的情况下仍然调节CD36和FABP4的表达，表明其代谢作用部分取决于PXR拮抗作用，但也可能涉及其他途径。多种分子互作实验一致证实，C3G结合PXR配体结合域，稳定PXR的非活性构象，从而拮抗ZEA诱导的PXR活化。进一步研究表明C3G通过抑制PXR活化，下调CD36、FABP4，减少肝细胞对长链脂肪酸的摄取，抑制脂质合成，最终缓解ZEA联合高脂饮食引发的肝脏脂毒性与MAFLD。

C3G通过抑制体内外ZEA暴露下的PXR活化来防止肝脂肪酸过度摄取

研究结论

本研究证实长期低剂量ZEA暴露会加重高脂饮食饲喂小鼠的肝脏能量代谢紊乱，而补充花青素可显著缓解上述损伤，雄性小鼠对ZEA引发的肝脏脂质蓄积更为敏感。作用机制方面，ZEA可结合并激活核受体PXR，上调下游脂肪酸转运蛋白FABP4与CD36的表达，进而促进肝细胞摄取游离脂肪酸、加速脂质合成，最终造成肝脏脂质大量沉积。C3G能够结合PXR的配体结合域，使PXR维持非活化构象，以此抑制PXR激活、减少脂肪酸摄取，减轻肝脏脂质堆积，表明花青素在ZEA相关MAFLD中的潜在解毒作用。