芒果苷通过调控肠道菌群及FXR信号通路调节胆汁酸代谢以缓解代谢相关脂肪性肝病

《Frontiers in Pharmacology》：Mangiferin alleviates metabolic-associated fatty liver disease by modulating gut microbiota and FXR signaling pathway to regulate bile acid metabolism

　　

芒果苷（MAN）通过调节肠道菌群及FXR信号通路调控胆汁酸代谢以缓解代谢相关脂肪性肝病（MAFLD）

研究背景：代谢相关脂肪性肝病（MAFLD）以肝脏脂质过度蓄积为特征，目前尚缺乏安全有效的治疗方案。既往研究表明，芒果苷可通过调控AMPK和NLRP3信号通路缓解非酒精性脂肪性肝病，但芒果苷是否通过调控胆汁酸（BAs）代谢发挥抗MAFLD作用及其潜在分子机制迄今尚未见报道。

研究方法：研究人员采用高脂饮食（HFD）诱导的MAFLD小鼠模型系统评价芒果苷的抗MAFLD效应。采用16S rRNA测序和分子对接分析，从法尼醇X受体（FXR）信号通路调控胆汁酸代谢及肠道菌群调节两个角度阐释其治疗机制。

研究结果：100 mg/kg芒果苷治疗显著改善了HFD诱导MAFLD小鼠的糖脂代谢紊乱及肝脏脂质蓄积，同时伴随胆汁酸代谢谱的显著改变。机制上，芒果苷激活FXR信号通路，分子对接分析预测其与FXR关键残基（Y365、M369和Y373）存在稳定相互作用。此外，16S rRNA测序显示芒果苷显著降低Lactobacilus和Limosilactobacilus的相对丰度，这两种菌属与异常胆汁酸（包括6,7-DKLCA、ILCA、GHDCA和GUDCA）、血脂异常及肝损伤标志物呈正相关；相反，芒果苷增加Faecalibaculum的相对丰度，该菌属与上述胆汁酸呈负相关，且与代谢状态改善相关。

研究结论：芒果苷通过双重机制发挥抗MAFLD作用：直接激活FXR信号通路调控胆汁酸稳态，以及间接调控肠道菌群影响胆汁酸代谢。这些发现突显了芒果苷的治疗潜力，并为基于天然产物的MAFLD治疗策略提供了新的见解。

代谢相关脂肪性肝病（MAFLD）是以肝脏脂质过度蓄积为核心病理特征的慢性肝病，其发病与全身代谢紊乱密切相关，涉及糖脂代谢失调、炎症反应及肝纤维化等多个相互交织的病理过程。据相关调查显示，2021年全球MAFLD患病率已达25%且呈持续上升趋势，然而目前仍缺乏有效的药理学治疗手段，开发针对MAFLD的靶向治疗药物具有迫切的临床需求。胆汁酸（BAs）在肝脏经一系列酶促反应合成并储存于胆囊，其在肠道中对脂溶性物质的溶解吸收发挥关键作用。法尼醇X受体（FXR）作为胆汁酸受体，在哺乳动物肝脏和肠道中高表达，可直接激活肝脏中小异源二聚体伴侣（SHP）和肠道中成纤维细胞生长因子15（FGF15；人类为FGF19）的转录，进而抑制肝脏胆汁酸合成相关酶的表达。大量动物实验和临床研究表明，MAFLD患者血清及肝脏胆汁酸水平显著升高，且胆汁酸物种组成严重失衡；同时MAFLD的发生发展常伴随显著的肠道菌群紊乱，进一步影响胆汁酸代谢和FXR信号传导，加剧肝脏脂质蓄积和炎症反应。因此，靶向FXR信号通路调控胆汁酸代谢、恢复肠道菌群平衡成为MAFLD治疗的重要策略。近年研究表明，肠道微生物可通过胆盐水解酶（BSH)活性介导胆汁酸去结合，并参与次级胆汁酸的生成，从而改变胆汁酸组成和生物活性。基于此，"肠道菌群—胆汁酸代谢"轴被视为连接肠道微生态与宿主代谢的关键环节。芒果苷（MAN）是一种结构独特的C-糖苷类化合物，主要存在于多种高等植物及芒果果实、果皮、种子以及芒果树叶和枝条等组织中。既往研究已证实芒果苷具有抗肿瘤、抗炎、抗糖尿病、心血管保护、抗氧化、神经保护、调脂及糖脂代谢调节等多种药理活性，且可能通过调节肠道菌群发挥药理作用。

研究人员在《Frontiers in Pharmacology》发表了该项研究成果。本研究旨在进一步探讨芒果苷在HFD诱导MAFLD模型中的作用及其机制，以期为MAFLD的预防和治疗提供新的理论依据和潜在策略。

研究所用的主要关键技术方法包括：采用HFD诱导C57BL/6J小鼠建立MAFLD模型，随机分为正常对照组、MAFLD模型组、芒果苷低剂量组（25 mg/kg/day）和芒果苷高剂量组（100 mg/kg/day），干预16周；通过口服葡萄糖耐量试验（OGTT）和胰岛素耐量试验（ITT）评估糖代谢和胰岛素敏感性；采用HE染色和油红O染色进行组织病理学评估；运用靶向超高效液相色谱-串联三重四极杆质谱（UPLC-TQMS）技术进行胆汁酸代谢组学分析；采用16S rRNA基因测序分析肠道菌群组成及多样性；通过微量热泳动（MST）和细胞热迁移（CETSA）实验验证芒果苷与FXR的直接相互作用；利用分子对接技术预测结合模式；采用shRNA介导的FXR敲低实验验证靶点特异性；运用Western blot和qRT-PCR检测FXR信号通路相关蛋白和基因表达。

研究结果部分如下。

芒果苷改善MAFLD小鼠的糖脂代谢：与正常组相比，HFD诱导的MAFLD小鼠体重、附睾脂肪和皮下脂肪重量显著增加，空腹血糖（FBG）水平显著升高，而芒果苷干预显著降低了上述指标。MAFLD小鼠血清甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平显著升高，高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）显著降低；100 mg/kg芒果苷干预后，TC、TG和LDL-C水平显著降低，HDL-C水平升高。ITT和OGTT结果表明，25 mg/kg芒果苷显著改善了MAFLD小鼠的胰岛素敏感性和葡萄糖耐量。此外，芒果苷显著降低了MAFLD小鼠的肝脏重量，降低了血清ALT和AST水平，HE和油红O染色显示肝脏脂质蓄积显著减轻。上述结果提示芒果苷有效改善MAFLD小鼠的肝脏功能和脂质蓄积。

芒果苷对胆汁酸代谢的影响：与正常组相比，MAFLD模型组小鼠胆囊、血清和肝脏中总胆汁酸（TBA）水平均显著升高，芒果苷干预后各组织TBA水平均有不同程度降低。进一步的肝脏胆汁 chromatography-tandem triple quadrupole mass spectrometer 胆汁酸靶向定量分析显示，主成分分析（PCA）得分图显示各组间胆汁酸代谢谱存在显著差异；差异代谢物分析发现，MAFLD模型组中异石胆酸（ILCA）、甘氨鹅脱氧胆酸（GCDCA）、胆酸-β-葡萄糖醛酸（βGCA）和牛磺鹅脱氧胆酸（TCDCA）等多种特异性胆汁酸物种显著升高，而芒果苷干预显著逆转了这些胆汁酸亚型的异常升高。通路富集分析表明，模型组差异胆汁酸主要富集于初级胆汁酸生物合成、胆汁酸代谢、胆固醇代谢和胆汁酸分泌等关键通路，而芒果苷治疗组差异胆汁酸主要富集于胆固醇代谢、初级胆汁酸生物合成和胆汁分泌通路。这些发现表明芒果苷通过靶向关键代谢过程系统重塑MAFLD小鼠的胆汁酸代谢谱，恢复胆汁酸稳态。

芒果苷在体内外激活肝脏FXR信号通路：Western blotting结果显示，与正常组相比，MAFLD模型组小鼠肝脏FXR和SHP蛋白表达显著下调，CYP7A1蛋白表达显著上调，而芒果苷干预恢复了肝脏FXR信号通路的活化状态。在HepG2细胞中，芒果苷显著上调FXR和SHP的蛋白表达及mRNA转录水平，同时下调CYP7A1的表达，提示芒果苷可通过激活肝脏FXR信号通路调控胆汁酸合成关键酶的表达，进而改善MAFLD相关代谢紊乱。

芒果苷在体内外激活肠道FXR信号通路：研究人员进一步检测了芒果苷对肠道FXR信号通路的调控作用。在小鼠小肠组织中，MAFLD模型组FXR和FGF15的转录及蛋白表达水平均显著下调；芒果苷干预后，FXR的转录和蛋白表达显著增加，Fgf15转录水平显著上调，但FGF15蛋白水平无显著变化。ELISA检测显示芒果苷显著升高了MAFLD模型小鼠血清FGF15水平。在HT29细胞中，芒果苷剂量依赖性地增加FXR和FGF19的蛋白表达及转录水平，并显著提高细胞上清液中FGF19蛋白水平。这些结果表明芒果苷可通过调控肠道FXR-FGF15/19信号轴缓解MAFLD相关代谢紊乱。

芒果苷作为FXR激动剂激活FXR信号通路：MST结果证实了FXR配体结合域（LBD）与芒果苷的结合亲和力，解离常数（Kd）为6.25 ± 0.78 μM。CETSA实验进一步证实，与对照细胞相比，芒果苷处理增强了不同温度下FXR的稳定性。分子对接分析显示，在FXR晶体结构（PDB ID: 1OSH）中，芒果苷成功对接至结合口袋，通过氢键与位于口袋上下两侧的Y365、M369和Y373残基相互作用。shRNA介导的FXR敲低实验表明，在正常HT29细胞中芒果苷显著上调FXR和FGF19的蛋白表达及转录水平，而在FXR敲低的HT29细胞中，shFXR完全阻断了芒果苷诱导的FXR上调及其对FGF19的调控作用。这些发现证实芒果苷作为FXR激动剂，通过直接激活FXR信号通路为改善MAFLD相关代谢紊乱提供了关键分子机制支持。

芒果苷对肠道菌群组成的调节作用：16S rRNA测序结果显示，与正常组相比，模型组肠道微生物α-多样性发生改变，芒果苷干预进一步改变了多样性指数，Shannon和Simpson指数显著降低，提示芒果苷可能通过选择性富集优势菌属重塑肠道菌群结构。PCA分析显示三组间存在显著分离，系统发育聚类分析也支持芒果苷调节MAFLD小鼠整体肠道菌群组成的结论。在属水平上，芒果苷显著增加Faecalibaculum和Ligilactobacillus的相对丰度，降低Lactobacilus和Limosilactobacilus的相对丰度。相关性分析显示，Lactobacilus和Limosilactobacilus与TG、TC、LDL-C、AST、ALT等血清代谢和肝损伤标志物呈正相关；而Faecalibaculum和Ligilactobacillus与AST、ALT和TG呈负相关。进一步的相关性分析表明，Lactobacilus、Bacteroides和Limosilactobacilus与6,7-DKLCA、ILCA、GHDCA和GUDCA呈正相关，而Faecalibaculum与这些胆汁酸呈负相关。这些结果提示芒果苷可能通过重塑肠道菌群、调节胆汁酸代谢，进而改善脂代谢和肝功能。

研究讨论与结论总结：MAFLD已成为亚太地区常见病，患病率持续攀升，但安全有效的药理学治疗手段仍然匮乏。鉴于FXR在胆汁酸代谢和MAFLD进展中的核心作用，FXR靶向干预成为研究热点。研究人员通过MST、CETSA和分子对接分析证实芒果苷直接激活FXR，Y365、M369和Y373为潜在结合位点，且shRNA介导的FXR敲低实验进一步验证了这一靶点特异性。值得注意的是，芒果苷与FXR的结合亲和力（Kd = 6.25 ± 0.78 μM）虽低于强效合成激动剂GW4064，但这种中等亲和力可能具有治疗优势，因为过度受体亲和力（如奥贝胆酸）可导致持续性FXR激活及相关不良反应。此外，肠道菌群介导的胆汁酸重塑在MAFLD进展中也发挥着关键作用。本研究中，芒果苷显著降低与异常胆汁酸及血脂异常、肝损伤标志物正相关的Lactobacilus和Limosilactobacilus的相对丰度，同时增加与上述指标负相关的Faecalibaculum的丰度，揭示了芒果苷通过"菌群—胆汁酸轴"调控MAFLD的分子基础。

研究结论部分原文翻译如下：本研究证实，芒果苷作为一种天然FXR激动剂，可通过直接激活FXR信号通路有效调控胆汁酸代谢，进而改善糖脂代谢紊乱。此外，芒果苷还可重塑肠道菌群组成，间接调控胆汁酸代谢，从而缓解肝脏脂肪变性和肝损伤。这些发现表明，芒果苷通过FXR信号激活和肠道菌群调节的双重机制发挥抗MAFLD保护作用，为其作为MAFLD预防和治疗的潜在药物开发提供了重要的理论支持。