独家揭秘！中药川芎藏 “护肝密码”，北京中医药大学解锁护肝新路径：川芎嗪修复线粒体 - 内质网互作破解纤维化 2026年3月7日
肝纤维化 是慢性肝病进展至肝硬化、肝癌的关键中间阶段，严重威胁全球公共健康，其发病与氧化应激、病毒感染、饮食失调等多种因素相关，核心病理特征是肝细胞内多细胞器结构与功能紊乱，最终导致代谢稳态失衡和肝脏组织纤维化重塑。线粒体相关内质网膜（MAM）作为线粒体与内质网之间的关键功能界面，维持着10-50nm的动态距离，在钙转运、磷脂代谢等细胞生理过程中发挥核心调控作用，而MAM结构与功能异常已被证实是肝纤维化进程中细胞器功能障碍的重要介导因素。目前临床针对肝纤维化的有效治疗手段有限，美国FDA批准的唯一用于代谢相关脂肪性肝炎（MASH）的药物Rezdiffra存在腹泻、恶心等副作用，寻找安全有效的治疗药物成为亟待解决的临床难题。 川芎嗪（TMP） 作为从川芎中提取的天然活性成分，具有抗炎、抗血管生成等多种生物学活性，临床已用于治疗黄疸型肝炎、胆囊炎等疾病，前期研究证实其可修复肝细胞线粒体功能、抑制内质网应激，但针对MAM介导的细胞器互作调控机制尚未明确。 北京中医药大学团队在《Journal of Advanced Research》发表的最新研究，通过体内外实验结合多组学、分子生物学技术， 首次揭示川芎嗪可通过靶向线粒体融合蛋白2（MFN2），修复MAM结构与功能，改善钙稳态失衡， 为肝纤维化的防治提供了全新的科学依据和治疗策略。 川芎嗪显著影响纤维化肝脏和肝细胞中线粒体与内质网的形态。 川芎嗪显著影响纤维化肝脏和肝细胞中线粒体与内质网的形态 研究团队以四氯化碳（CCl₄）诱导构建小鼠肝纤维化模型，将实验小鼠分为对照组、模型组、川芎嗪不同剂量组（40、80、160mg/kg）及奥贝胆酸阳性对照组，通过血清学检测发现，川芎嗪能显著降低模型小鼠血清中丙氨酸转氨酶（ALT）、天门冬氨酸转氨酶（AST）等肝损伤标志物水平，减少肝脏组织中羟脯氨酸（HYP）、丙二醛（MDA）含量，其效果与奥贝胆酸相当（图S1A）。组织病理学分析显示，CCl₄诱导的模型小鼠肝脏门静脉周围出现大量胶原沉积、免疫细胞浸润及肝细胞严重损伤，而川芎嗪干预可显著逆转这些病理改变，减少胶原Ⅰ（COLLAGEN 1）沉积和α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）表达（图S1B）。转录组和蛋白水平检测进一步证实，川芎嗪能显著下调α-SMA、Col1a1等纤维化相关基因和蛋白的表达（图S1C-E）。通过透射电子显微镜（TEM）观察发现，CCl₄处理导致小鼠肝细胞内质网周长缩短、池结构减少，线粒体长度缩短，而川芎嗪可有效逆转这些形态异常（图1D、E）；对肝细胞（AML12细胞）的免疫荧光染色显示，CCl₄诱导后管状内质网标志物Rtn4表达升高、片状内质网标志物CKAP4表达降低，线粒体呈现碎片化形态，川芎嗪干预能显著改善内质网形态失衡，促进线粒体融合（图1G、H）。 这些结果表明，川芎嗪可通过修复纤维化肝脏中 mitochondria 和内质网的形态异常，发挥抗肝纤维化作用。 川芎嗪的抗纤维化作用可能与其对线粒体相关内质网膜区域接触及数量的影响有关 线粒体与内质网的功能协作依赖MAM的动态调控，而肝纤维化进程中MAM的异常增多会加剧细胞器功能紊乱。TEM观察显示，CCl₄诱导的模型小鼠肝脏中MAM区域显著扩大，线粒体与内质网的接触长度和密度增加，而川芎嗪干预可剂量依赖性地减少MAM的异常接触（图2A、B）。免疫荧光染色结果证实，模型组小鼠肝脏中内质网标志物PDI与线粒体标志物TOM20的共定位显著增加，川芎嗪处理后二者共定位水平明显降低（图2C）。在AML12细胞中，CCl₄处理同样导致MAM长度和密度升高，内质网与线粒体广泛重叠，而川芎嗪干预可有效逆转这一现象（图2D-F）。 上述体内外实验结果一致表明，川芎嗪可通过调节MAM的区域接触和数量，改善线粒体与内质网的异常互作，这可能是其发挥抗肝纤维化作用的重要机制之一。 川芎嗪通过上调线粒体融合蛋白2表达并修复线粒体融合蛋白2-肌浆网钙ATP酶2相互作用，恢复线粒体相关内质网膜区域的钙转移及后续线粒体与内质网功能障碍 MAM介导的钙转运失衡是肝纤维化进程中细胞器功能障碍的核心环节，研究发现CCl₄诱导后，肝细胞中MAM相关蛋白MFN2、肌浆网钙ATP酶2（SERCA2）在 mitochondria、内质网及MAM组分中的表达显著降低，而其他MAM结构蛋白（如VDAC1、GRP75）的表达则异常升高（图3C）。川芎嗪干预可显著上调MFN2和SERCA2的表达，同时调节其他MAM相关蛋白的分布。钙探针检测显示，CCl₄处理导致内质网钙向线粒体异常流入，引发线粒体钙超载，而川芎嗪可通过激活SERCA2，促进钙从线粒体回流至内质网，恢复钙稳态（图3E-G）。原位邻近连接分析（PLA）证实，CCl₄处理显著减弱了MFN2与SERCA2的相互作用，川芎嗪干预可有效修复二者的结合（图3H）。此外，川芎嗪还能降低CCl₄诱导的神经酰胺积累，改善内质网相关降解（ERAD）系统功能，提升线粒体呼吸链复合物活性，减少活性氧（ROS）生成，最终改善肝细胞存活状态（图S8-S9）。 这些结果表明，川芎嗪通过上调MFN2表达、修复MFN2-SERCA2复合物功能，恢复MAM区域的钙转运平衡，进而改善线粒体和内质网功能。 线粒体融合蛋白2敲低加重肝细胞线粒体相关内质网膜损伤，即使在川芎嗪存在的情况下 为验证MFN2的关键作用，研究团队在AML12细胞中通过siRNA敲低MFN2表达，发现CCl₄处理后，MFN2敲低细胞中MAM的数量、密度和长度进一步增加，川芎嗪的修复作用被显著削弱（图4C、D）。钙稳态检测显示，MFN2敲低加剧了CCl₄诱导的线粒体钙超载，川芎嗪无法逆转这一异常（图4E）。同时，MFN2敲低还导致神经酰胺含量升高、ERAD系统功能紊乱，线粒体呼吸链基因表达下调，氧化磷酸化功能受损，而川芎嗪仅能轻微改善这些病理改变（图4F-J）。MFN2激动剂MASM7则能模拟川芎嗪的保护作用，有效缓解CCl₄诱导的MAM损伤和细胞器功能障碍。 上述结果证实，MFN2是川芎嗪发挥保护作用的核心靶点，敲低MFN2会加剧肝细胞MAM损伤，削弱川芎嗪的抗纤维化效果。 腺相关病毒8介导的线粒体融合蛋白2敲低质粒递送破坏线粒体相关内质网膜稳态并阻断川芎嗪在体内的保护作用 为进一步在体内验证MFN2的必要性，研究团队通过腺相关病毒8（AAV8）介导的基因递送系统敲低小鼠肝脏MFN2表达，发现MFN2敲低本身不影响正常肝脏结构，但会显著阻断川芎嗪对CCl₄诱导肝纤维化的保护作用，表现为血清ALT、AST水平升高，肝脏羟脯氨酸含量增加（图5A）。组织病理学分析显示，MFN2敲低后，川芎嗪无法改善CCl₄诱导的肝细胞空泡化、炎症浸润等病理损伤（图5B），也不能有效抑制α-SMA表达和胶原沉积（图5C、D）。TEM观察和免疫荧光染色证实，MFN2敲低导致CCl₄诱导的MAM异常接触进一步加重，川芎嗪无法恢复线粒体与内质网的正常互作（图5E、F）。同时，MFN2敲低还阻断了川芎嗪对MAM相关基因和蛋白的调控作用，削弱了MFN2-SERCA2复合物的相互作用（图5G、H）。 这些体内实验结果进一步证实，川芎嗪的抗肝纤维化作用依赖于MFN2的介导，敲低MFN2会破坏MAM稳态，完全阻断川芎嗪的体内保护效应。 川芎嗪直接结合线粒体融合蛋白2，通过协同促进转录和抑制泛素化降解维持其高表达 分子对接结果显示，川芎嗪可直接结合MFN2的260A位点，结合自由能为-5.2 Kcal/mol（图6A）。细胞热迁移实验（CETSA）和药物亲和反应靶点稳定性实验（DARTS）证实，川芎嗪能显著增强MFN2的热稳定性和酶解抗性（图6B、C）。表面等离子体共振（SPR）和微量热泳动（MST）检测进一步测得川芎嗪与MFN2的平衡解离常数（KD）为7.183×10⁻⁶ M，证实二者存在直接结合（图6D、E）。机制研究发现，川芎嗪可通过促进转录因子c-Jun与MFN2启动子1区结合，增强MFN2的转录表达（图S12）；同时，川芎嗪能抑制MFN2的K48位泛素化修饰，特别是通过靶向K79位点的泛素化降解，维持MFN2蛋白稳定性（图6H-K）。此外，川芎嗪还能显著增强MFN2与SERCA2的相互作用，促进钙回流，改善线粒体钙超载（图6F、L）。 这些结果表明，川芎嗪通过“转录激活+泛素化抑制”的双重机制上调MFN2表达，并直接结合MFN2增强其功能，进而发挥抗肝纤维化作用。 临床数据分析显示，肝纤维化患者肝脏组织中MFN2表达显著低于健康人群，且在失代偿期肝硬化阶段降低最为明显（图7A）。Kaplan-Meier生存分析表明，MFN2低表达的肝病患者总体生存率显著降低（图7B）。免疫组织化学和免疫荧光染色证实，肝纤维化患者肝脏中MFN2表达与α-SMA表达呈负相关，且MFN2与SERCA2的相互作用显著减弱，胶原沉积明显增加（图7C、D）。这些临床证据表明， MFN2表达降低可能是肝纤维化进展的重要病理标志，其与SERCA2的相互作用异常可能参与了肝纤维化的发病过程，提示MFN2有望成为肝纤维化诊断和治疗的潜在靶点。 本研究系统阐明了川芎嗪通过靶向MFN2改善肝纤维化的分子机制，证实川芎嗪可直接结合MFN2，通过促进转录和抑制泛素化降解维持其高表达，进而修复MAM结构与功能，恢复线粒体与内质网之间的钙转运平衡，改善细胞器功能障碍 。体内外实验均证实，MFN2是川芎嗪发挥抗肝纤维化作用的核心靶点，敲低MFN2会完全阻断其保护效应。临床数据进一步表明，MFN2表达降低与肝纤维化严重程度密切相关，有望成为肝纤维化的诊断标志物和治疗靶点。该研究不仅为川芎嗪的临床应用提供了新的科学依据，也为肝纤维化的防治提供了全新的思路，为从天然产物中开发靶向MAM相关靶点的抗肝纤维化药物奠定了基础。
Xie K, Wu J, Gong L, Qin W, Huo Z, Zhang Y, Qu J, Liu R, Li J, Lan J, Li Y, Luo R, Li X. Tetramethylpyrazine improves the structure and function of mitochondrial-associated endoplasmic reticulum membrane and liver fibrosis. J Adv Res. 2025 Sep 3:S2090-1232(25)00686-1. doi: 10.1016/j.jare.2025.09.003. Epub ahead of print. PMID: 40912645. 中医药的现代化之路，离不开对海量临床证据的梳理与解析。如何在现代文献的浩瀚海洋中，精准定位那份能为您的研究提供支撑、为临床方药提供佐证的“硬核证据”？ 我们向您诚挚推荐 DeepEvidence，它不仅能帮您快速检索全球范围内关于中草药、方剂的最新药理研究，更能跨越语种壁垒，为您解读国际顶级期刊上的中医药相关循证评价。 老中医（微信号：wxid_rszr95aw79ie22）
