Chinese Medicine：川芎内酯I通过激活维生素D受体调控脂肪酸代谢，抑制肝星状细胞活化及肝纤维化

研究亮点

• 维生素D受体（VDR）在肝星状细胞脂肪酸代谢重编程中发挥核心调控作用，其缺失加重肝纤维化发展。
• 天然活性成分川芎内酯I（Senkyunolide I，SI）作为新型VDR激动剂，逆转脂肪酸代谢紊乱，显著抑制肝星状细胞活化与肝纤维化，且无明显高钙血症副作用。
• 研究揭示VDR介导的脂质代谢调控路径在肝纤维化发生中的机制，提示以代谢重编程为靶点的抗纤维化新疗法前景广阔。

研究简介

肝纤维化是慢性肝病向肝硬化乃至肝癌转变的关键病理过程，肝星状细胞（HSCs）活化是其核心机制。脂肪酸代谢重编程在HSCs活化中起重要调节作用，然而其转录调控机制尚未明确。近日，浙江中医药大学团队在Chinese Medicine，发表了题为“Senkyunolide I suppresses hepatic stellate cell activation and liver fibrosis by reprogramming VDR-dependent fatty acid metabolism”的研究，系统阐明了维生素D受体（VDR）作为脂肪酸代谢转录调控器在HSCs活化及肝纤维化中的关键作用，并首次发现川芎内酯I（SI）作为天然VDR激动剂，兼具调脂和抑纤功能，为肝纤维化治疗提供了新的药物候选和机制基础。

研究背景

肝纤维化是各种慢性肝损伤后肝脏异常修复的病理产物，主要表现为肝细胞外基质（ECM）过度沉积和肝组织结构重塑。尽管现有抗病毒药物（如恩替卡韦、阿德福韦等）在抑制病毒复制上取得成效，但其较大副作用限制了长效使用，且抗纤维化疗效有限。

HSCs活化是肝纤维化进展的重要驱动机制，其表现为表型转化为肌成纤维细胞样，产生大量ECM。新兴证据表明，HSCs活化伴随脂肪酸代谢重编程——脂肪酸合成酶（FASN）、乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1）、ATP柠檬酸裂解酶（ACLY）及脂肪酸去饱和酶（FADS1/2、SCD1）表达上调，同时脂肪酸β氧化关键酶肉碱棕榈酰转移酶1A（CPT1A）下调，脂肪酸代谢失衡促进脂质积聚和炎症，激活TGF-β1/Smad3信号，加速纤维化。如何靶向调控这种代谢紊乱成为抗纤维化研究的热点。

维生素D受体（VDR）以其核受体性质，在脂肪代谢调控及免疫炎症调节中展现保护作用。VDR的激活在多种肝病模型中抑制HSCs活化，减少ECM沉积，减缓纤维化。然而，VDR在脂肪酸代谢重编程中的具体转录机制尚不明确，其作为抗纤维化治疗靶点的潜力亟待验证。

传统中药川芎（Ligusticum chuanxiong Hort.）用于肝病有悠久历史，其主要活性成分川芎内酯I（SI）表现出抗炎、抗氧化活性，但其在肝纤维化中的作用及分子靶点尚缺乏深入报道。本研究聚焦于VDR的代谢调控功能，探索SI作为天然VDR激动剂在肝纤维化治疗中的应用价值。

研究方法

本文为基础医学研究，综合体内外多手段检测肝纤维化模型及肝星状细胞状态，具体包括：

• 利用VDR基因敲除（VDR−/−）小鼠与野生型（WT）小鼠比较纤维化及脂质代谢酶表达差异。
• CCl4诱导肝纤维化模型下测试SI、维生素D3（VD）及阳性对照药物水飞蓟宾（SLB）的治疗效果。
• TGF-β1刺激体外培养HSCs，检测SI及VD的干预作用。
• 分子层面通过qRT-PCR、Western blot、西方印迹、免疫组化、免疫荧光及Nile Red染色等评估纤维化及脂质代谢相关指标。
• 分子对接与细胞热稳定性分析（CETSA）验证SI与VDR的结合及稳定性。

研究结果

1. VDR缺失加重肝纤维化，扰乱脂肪酸代谢

• VDR−/−小鼠肝组织中纤维化标志基因（α-SMA、Col1a1、Timp1）显著升高（图1A），提示更严重纤维化。
• 脂肪酸合成酶（Fasn）、脂肪酸去饱和酶(Fads1/2、Scd1)及关键合成调控酶（Acc1、Acly）mRNA表达均显著上调（图1B），反映代谢紊乱。
• Western blot显示纤维化相关蛋白：TGF-β1、p-Smad3及α-SMA均在VDR缺失小鼠中明显升高（图1C）。
• 血清肝功能指标ALT、AST、ALP及总胆红素（TBIL）显著升高，证实VDR缺失加剧肝损伤（图1D）。

图1：VDR缺失恶化肝纤维化及脂质代谢紊乱

2. VDR激活逆转TGF-β1诱导的HSCs代谢失衡与纤维化

• TGF-β1刺激HSCs导致VDR表达下降，α-SMA、Col1a1及Timp1大幅上升（图2A、2B）。
• 维生素D3（Calcitriol）剂量依赖性恢复VDR表达，减少纤维化标志物表达。
• 脂肪酸代谢相关酶mRNA（Fasn、Acc1、Acly、Fads1/2、Scd1）亦被Calcitriol逆转至接近正常水平（图2C），显示VDR激活可正常化代谢状态，抑制HSCs活化。

图2：维生素D3激活VDR改善TGF-β1诱导的HSCs纤维化及代谢异常

3. 川芎内酯I（SI）通过激活VDR抑制HSCs活化

• SI在TGF-β1刺激HSCs模型中有效抑制α-SMA及其他纤维化基因表达（图3B、3C）。
• SI降低α-SMA蛋白表达的免疫荧光及Western blot实验结果均显示其抗纤维化作用（图3D、3E）。
• 分子对接模拟显示SI与VDR配体结合域结合自由能低（−7.0 kcal/mol），预测其为高亲和力VDR激动剂（图3F）。
• CETSA实验表明SI提升VDR蛋白的热稳定性，进一步验证其作为VDR激动剂的性质（图3G）。

图3：川芎内酯I作为天然VDR激动剂，抑制HSCs激活

4. SI有效改善CCl4诱导的肝纤维化且无高钙血症风险

• CCl4模型小鼠显示典型肝结构破坏、纤维组织增生及肝功能异常。SI治疗组肝脏宏观及组织学病理显著改善（图4B）。
• 血清AST、ALT、ALP及TBIL指标显著降低，提示肝损伤显著缓解（图4A）。
• SI未引起血钙升高，区别于维生素D类激动剂引发的高钙血症（图4C），显示安全性优势。
• 纤维化相关基因表达下调，表明SI有效减轻肝纤维化（图4D）。

图4：SI减轻CCl4诱导的肝纤维化及肝脏损伤，具有良好安全性

5. SI调控脂肪酸代谢，抑制TGF-β1/Smad3信号轴

• 免疫组化和Western blot分析显示，SI治疗可抑制CCl4诱导的TGF-β1、p-Smad3、α-SMA、COL1A1蛋白表达，同时恢复VDR表达（图5A、5B）。
• 肝组织脂肪酸代谢相关基因Cpt1a降低（脂肪酸β氧化酶），Fasn等合成酶水平均被SI显著调控回归正常（图5C、5D）。
• 体外TGF-β1激活的HSCs中，SI减少脂质积累及脂滴形成，恢复脂肪酸β氧化能力（CPT1A水平）并抑制脂肪酸合成相关酶（图6A-D）。

图5&6：SI通过激活VDR调控脂肪酸代谢，抑制Fibrogenic信号

6. VDR缺失阻断SI的抗纤维化及代谢调控作用

• VDR基因敲低HSCs后，SI对p-Smad3及α-SMA抑制效应消失，纤维化标志基因上调不受SI干预（图7A-C）。
• VDR缺失同样导致脂质累积加剧，SI不能恢复脂肪酸代谢酶异常表达（图8A-D）。
• 说明SI作用完全依赖VDR，这支持VDR是SI发挥抗纤维化功效的必需受体。

图7&8：VDR缺失消除SI的抗纤维化和脂质代谢调控作用

讨论与意义

本研究深入揭示了VDR作为脂肪酸代谢关键转录调控因子，在肝星状细胞活化和肝纤维化发展中的核心调节机制。VDR缺失导致脂肪酸合成酶及去饱和酶的异常上调，β氧化酶CPT1A表达下调，引发脂质代谢失衡，促进肝星状细胞活化及过度ECM沉积，形成恶性纤维化循环。

通过体内外实验证明，激活VDR通路（如Calcitriol和天然化合物SI）能够有效逆转脂肪酸代谢异常，抑制TGF-β1/Smad3信号通路，减轻肝纤维化症状。特别是SI作为Rhizoma Chuanxiong的主要活性成分，其独特的VDR激动剂功能，且不引起高钙血症，具备较理想的临床开发潜力。

当前肝纤维化尚无特异性疗法，多依赖抗病毒与抗炎支持治疗，疗效有限且带来副作用风险。基于代谢重编程的治疗策略为未来抗纤维化药物开发开辟新方向，VDR激活剂作为典型代表有望成为安全有效的抗纤维化候选药物。

本研究还通过分子模拟与热稳定性验证厘清了SI与VDR直接结合的分子基础，支持其作为受体依赖型调控剂的定位，拓展了天然产物在肝病治疗中的应用价值。

综上，VDR及其调控的脂肪酸代谢路径代表肝纤维化治疗的新机制，川芎内酯I作为安全的天然VDR激动剂，为抗肝纤维化提供了切实可行的治疗思路和药物基础，未来应关注其临床转化与机制深入研究。

梅斯编辑点评

本研究从代谢视角切入肝纤维化机制，创新性地明确了VDR在脂肪酸代谢重编程中的枢纽作用，填补了该领域调控机制的空白。尤其是发现川芎内酯I作为天然VDR激动剂，兼具良好的安全性和靶向调节脂代谢的功能，为天然药物抗肝纤维化的开发提供了坚实依据。

未来研究可进一步探讨SI在不同肝病病因背景下的疗效差异，以及VDR信号通路与其它代谢及纤维化信号通路的交互网络，推动向临床试验转化。此外，针对VDR相关脂肪酸代谢关键酶的精准药物设计，也值得深入挖掘。

原始出处

Zhu M, Ren L, Xiao W, Wang L, Hu Z, Wang N. Senkyunolide I suppresses hepatic stellate cell activation and liver fibrosis by reprogramming VDR-dependent fatty acid metabolism. Chinese Medicine. 2025;20:85. https://doi.org/10.1186/s13020-025-01133-x