2026年4月，貴州醫科大學沈祥春團隊、胡曉霞團隊、中國藥科大學趙麗團隊等，聯合俄勒岡健康與科學大學、貴陽市第一人民醫院、貴州醫科大學附屬醫院等單位，在Phytomedicine（中科院1區，2024 Impact Factor=8.3）在線發表題為“Single-cell transcriptomics reveals the ameliorative effect of gastrodin on cholestatic liver fibrosis”的研究論文。該文于2025年11月21日投稿，2026年3月16日修回，2026年4月3日接收，2026年4月9日在線發表。

該研究聚焦膽汁淤積性肝纖維化這一臨床難題，圍繞天麻主要活性成分天麻素（Gastrodin，GAS）的抗纖維化作用及其細胞機制展開。作者采用DDC飲食誘導模型和膽管結扎（BDL）模型兩種經典膽汁淤積性肝纖維化小鼠模型，發現天麻素可顯著減輕肝損傷，降低血清總膽紅素（TBIL）和總膽汁酸（TBA）水平，減少膠原沉積，并延長模型小鼠生存時間。

進一步通過單核RNA測序（snRNA-seq）和公開膽汁淤積數據集整合分析，研究揭示天麻素并非只作用于單一細胞類型，而是通過肝細胞、庫普弗細胞和肝星狀細胞（HSCs）之間的多細胞協同機制發揮作用。具體而言，天麻素可通過調節Sult2a1和Sult1e1促進肝細胞修復和膽汁酸解毒；通過上調Pilrb1等免疫調節因子降低庫普弗細胞比例并抑制TNF-α、IL-6等炎癥因子產生；同時擴增一種以Serpina表達為特征、與抗纖維化特征相關的新型HSC亞群。該研究為天麻素干預膽汁淤積性肝纖維化提供了單細胞層面的機制證據，也提示Sult2a1、Sult1e1、Pilrb1和Serpina1a可能成為后續抗纖維化藥物開發的重要靶點。

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【摘要】

潛在轉化生長因子 β 結合蛋白 4（LTBP4）此前被報道與心力衰竭（HF）相關，但其在心力衰竭中的具體作用仍不明確。本研究發現，LTBP4 在心力衰竭患者血漿和心肌細胞中表達升高，在橫主動脈縮窄術（TAC）誘導的雄性小鼠心力衰竭模型中也呈現上調。

在 TAC 后，心肌細胞特異性 Ltbp4 缺失可減輕 NLRP3 炎癥小體激活、心功能障礙和心肌纖維化。機制上，壓力超負荷可部分通過轉錄因子 SP1 上調 LTBP4。血管緊張素 II（Angiotensin II，AngII）通過動力蛋白（dynein）促進細胞內 LTBP4 募集至微管組織中心（MTOC）。隨后，LTBP4 促進動力蛋白介導的 NLRP3 向 MTOC 轉位，并增強 NLRP3 與 NEK7 的相互作用，從而驅動 NLRP3 炎癥小體激活。此外，LTBP4 還上調 NLRP3 的轉錄，并且在心力衰竭患者中與 NLRP3 和白細胞介素-1β（IL-1β）呈正相關。

本研究表明，LTBP4 是調控心肌細胞中 NLRP3-NEK7 相互作用和 NLRP3 炎癥小體激活的重要因子，提示其可能成為心力衰竭治療的潛在靶點。

01

研究背景及科學問題

心力衰竭（HF）是多種心血管疾病發展的終末階段，其主要特征包括心腔內壓力升高，以及心肌細胞因細胞死亡而減少。炎癥激活在心力衰竭進展中發揮重要作用。因此，理解心力衰竭中炎癥發生的分子機制，對于尋找潛在治療靶點、改善患者預后具有重要意義。在壓力超負荷狀態下，受到應激但仍存活的心肌細胞會釋放信號，啟動炎癥級聯反應。不過，心力衰竭過程中，心肌細胞內炎癥信號如何被精細調控，目前仍未完全明確。

NACHT、富亮氨酸重復序列（LRR）和含 pyrin 結構域蛋白 3（NLRP3）炎癥小體是一種位于細胞質中的蛋白復合體，可在外源性病原體入侵或內源性細胞損傷刺激下組裝形成。促炎細胞因子、損傷相關分子模式（DAMPs）或病原相關分子模式（PAMPs）可激活核因子 κB（NF-κB），促進 NLRP3 和前體白細胞介素-1β（pro-IL-1β）的轉錄。隨后，NLRP3、含 CARD 結構域的凋亡相關斑點樣蛋白（ASC）和前體 caspase-1（pro-CASP1）共同組裝成 NLRP3 炎癥小體。這一組裝過程會促使 pro-CASP1 裂解為活化的 CASP1，進而促進 IL-1β 和白細胞介素-18（IL-18）等炎癥因子的成熟和釋放。

值得注意的是，NLRP3 在微管組織中心（MTOC）與 NIMA 相關激酶 7（NEK7）結合，是 NLRP3 炎癥小體激活的關鍵步驟。NLRP3 向 MTOC 的轉位由動力蛋白和組蛋白去乙酰化酶 6（HDAC6）共同介導。然而，NLRP3 如何感知刺激并啟動炎癥小體組裝，其精確機制仍未完全闡明。

NLRP3 炎癥小體可在多種病理條件下被激活，并在疾病發生發展中發揮關鍵作用。已有研究顯示，NLRP3 缺失可減輕壓力超負荷狀態下的心肌細胞焦亡，并維持心功能；選擇性 NLRP3 炎癥小體抑制劑也可阻止由造血或髓系細胞 Tet2 缺失導致的心力衰竭發生。除炎癥細胞外，心臟細胞內的炎癥小體還可通過細胞間通訊啟動局部炎癥。具體而言，左心室壓力超負荷可激活交感傳出神經，促進細胞外 ATP 分泌，進一步刺激心肌細胞中的 P2X7 嘌呤能受體，并激活 NLRP3 炎癥小體。盡管如此，在心力衰竭中心肌細胞 NLRP3 炎癥小體被激活的具體機制仍有待進一步明確。

潛在轉化生長因子 β 結合蛋白 4（LTBP4）是 LTBP 家族成員，也是細胞外基質的重要組成部分。LTBP4 主要包括兩種亞型：短亞型 LTBP4S 和長亞型 LTBP4L，二者由不同啟動子的使用產生。全身性敲除 Ltbp4，包括 Ltbp4s 和 Ltbp4l，會導致小鼠出生后死亡，而全身性敲除 Ltbp4s 的小鼠則可存活至成年。LTBP4 對轉化生長因子 β1（TGF-β1）的正確折疊和分泌至關重要。此外，LTBP4 可通過與 fibulin-4 和 fibulin-5 結合，調控彈性蛋白在細胞外基質微纖維上的沉積。冠狀動脈疾病風險基因 ADAMTS7 可通過切割 LTBP4 影響心血管系統中的彈性纖維形成。還有研究提示，LTBP4 與 TNXB、TGFBR1 構成的三基因組合，可能提高心肌梗死后心力衰竭的預測能力；LTBP4 rs10880 T/T 基因型也可顯著延緩接受激素治療的杜氏肌營養不良癥患者擴張型心肌病的發生。然而，LTBP4 是否參與心力衰竭進展，目前仍不清楚。

在本研究中，作者分析了射血分數降低型心力衰竭（HFrEF）患者和健康個體左心室及血漿樣本中的 LTBP4 表達水平。同時，研究團隊構建了他莫昔芬誘導的心肌細胞特異性 Ltbp4 敲除小鼠，并利用橫主動脈縮窄術（TAC）模型研究 Ltbp4 缺失對心力衰竭的影響。研究重點在于探索 LTBP4 在心力衰竭過程中對炎癥小體激活、心功能和纖維化的作用，并進一步闡明其潛在分子機制。

02

重要發現及亮點

天麻素減輕膽汁淤積性肝纖維化

在 DDC 飲食誘導模型中，天麻素處理顯著減輕了小鼠體重下降。高分辨率超聲成像顯示，天麻素處理后肝門周圍回聲增強程度降低，提示纖維化程度減輕。與此一致，天麻素降低了血清總膽紅素（TBIL）和總膽汁酸（TBA）水平，其中較高劑量 50 mg/kg 的效果達到顯著水平（p<0.01）。

組織學結果進一步支持上述發現。Masson 染色和 COL1A1 免疫組化顯示，天麻素可減輕膠原沉積。基于 METAVIR 評分系統對纖維化程度進行量化后，研究者確認天麻素處理顯著降低了纖維化分期。此外，天麻素明顯降低促纖維化和促炎因子 COL1A1、ACTA2 和 TIMP1 的表達。Western blot 條帶分析也顯示，天麻素以劑量依賴性方式下調 Collagen 1A1、α-SMA 和 FN 蛋白水平。

在 BDL 模型中，天麻素同樣表現出改善膽汁淤積和纖維化的作用，具體表現為膽囊體積減小、血清 TBIL/TBA 水平降低。基于 Masson 染色的 METAVIR 評分確認纖維化分期下降；染色結果顯示膠原沉積減少，Western blot 結果顯示纖維化相關蛋白下調。此外，COL1A1、ACTA2 和 TIMP1 的表達也明顯降低。研究者進一步將 BDL 模型持續時間延長至 5 周，結果發現，與對照組相比，天麻素處理顯著延長了模型小鼠的生存時間。總體來看，天麻素在小鼠膽汁淤積性肝纖維化模型中表現出明顯的保護作用，可減輕肝損傷和纖維化程度。

圖1：天麻素在體內減輕膽汁淤積性肝纖維化。（A）肝門區域代表性超聲圖像。（B）DDC 模型小鼠血清 TBIL 和 TBA 水平（n=9）。（C）Masson 三色染色和 COL1A1 染色的代表性肝臟圖像。（D）基于 Masson 三色染色切片評估的 METAVIR 纖維化分期（DDC 模型，n=5）。（E）COL1A1 陽性面積的定量分析（DDC 模型，n=5）。（F）肝臟中 Timp1、Acta2 和 Col1a1 的 mRNA 表達（n=5）。（G）DDC 模型肝臟中 COL1A1、α-SMA 和 FN 的蛋白水平。（H）BDL 模型的代表性肝臟圖像。（I）BDL 后第 4 周膽囊膽汁體積（n=8）。（J）BDL 后第 4 周小鼠血清 TBIL 和 TBA 水平（n=7）。（K）BDL 模型中 Masson 三色染色和 COL1A1 染色的代表性圖像。（L）BDL 模型中 METAVIR 評分的量化結果（n=5）。（M）BDL 模型肝臟中 COL1A1、α-SMA 和 FN 的蛋白水平。（N）各指示組小鼠的 Kaplan-Meier 生存曲線（n=12）。數據以均值 ± 均值標準誤（SEM）表示，*p<0.05，**p<0.01。縮寫：GAS，gastrodin，天麻素；DDC，3,5-二乙氧羰基-1,4-二氫可力丁；BDL，膽管結扎；OCA，奧貝膽酸；TBIL，總膽紅素；TBA，總膽汁酸；COL1A1，I 型膠原 α1 鏈；α-SMA，α-平滑肌肌動蛋白；FN，纖維連接蛋白。

單核 RNA 測序揭示 DDC 誘導肝纖維化及天麻素干預后的細胞圖譜

為研究天麻素改善 DDC 相關纖維化的機制，研究者對正常小鼠（Control）、DDC 模型小鼠（DDC）和天麻素處理的 DDC 模型小鼠（DDC-Gastrodin）的新鮮肝組織進行了單核 RNA 測序（snRNA-seq），每組設置 2 個生物學重復。經過嚴格質量控制后，數據集共包含 70,047 個細胞核，其中對照組 23,297 個，模型組 22,146 個，天麻素組 23,447 個。隨后，研究者使用主成分分析（PCA）進行降維，并采用 UMAP 進行可視化。

為明確獲得的 25 個細胞簇的身份，研究者基于經典標志基因識別出 13 種不同細胞譜系。細胞組成分析顯示，模型組中肝細胞比例僅為 15.92%，而在天麻素組中升至 28.25%，提示天麻素處理可提高肝細胞比例。值得注意的是，模型組中庫普弗細胞、T 細胞、B 細胞和漿細胞比例分別升至 26.16%、9.79%、4.81% 和 0.88%；天麻素處理后，這些細胞比例分別下降至 15.34%、5.04%、2.65% 和 0.40%，提示天麻素可能抑制這些免疫細胞群體的擴增。

其他細胞類型，如紅系細胞、肝相關巨噬細胞（LAM）、肝血管內皮細胞（LVEC）等，在兩組之間變化相對較小。進一步分析顯示，在上述細胞類型中，天麻素組庫普弗細胞比例顯著下降（p=0.0021），而對照組與天麻素組之間差異無統計學意義（p=0.49）。這一結果提示，天麻素對庫普弗細胞具有明顯抑制作用。雖然與 DDC 模型相比，天麻素給藥后部分細胞比例下降未達到統計學顯著性（p>0.05），但圖中可觀察到，天麻素處理可部分恢復 DDC 損傷誘導的肝細胞、T 細胞和漿細胞比例變化。總體而言，天麻素通過提高肝細胞比例并抑制特定免疫細胞群，尤其是明顯恢復庫普弗細胞比例，緩解 DDC 誘導的細胞組成失衡。

圖2：snRNA-seq 揭示 DDC 誘導纖維化的細胞圖譜及天麻素的調控作用。（A）實驗設計和分析流程圖（每組 n=2 個生物學獨立樣本）。（B）70,047 個細胞核的 UMAP 圖，按注釋細胞類型著色。（C）用于細胞類型注釋的經典標志基因表達點圖。（D）顯示不同實驗組細胞核分布的 UMAP 圖。（E）各組中每種細胞類型的相對比例。（F–I）小提琴圖顯示各組中（F）肝細胞、（G）庫普弗細胞、（H）T 細胞和（I）漿細胞比例變化。統計學詳細信息見源數據。縮寫：snRNA-seq，單核 RNA 測序；DDC，3,5-二乙氧羰基-1,4-二氫可力丁；UMAP，統一流形近似與投影。

天麻素通過調節 Sult2a1 和 Sult1e1 保護肝細胞免受 DDC 誘導損傷

為進一步挖掘潛在分子機制，研究者對各細胞類型進行了差異表達基因（DEGs）分析。根據 DDC vs. Control 以及 Gastrodin-DDC vs. DDC 兩組比較中上調或下調 DEGs 的分布模式，研究發現有 5 種細胞類型的 DEGs 在 DDC 模型組發生顯著變化，并在天麻素處理后呈明顯恢復趨勢，其中以肝細胞變化最突出。天麻素處理后，庫普弗細胞的 DEGs 數量僅次于肝細胞，而肝細胞的 DEGs 數量最多。

為了識別與疾病進展和藥物反應相關的潛在基因，研究者以 DDC 模型組為參照，比較對照組和天麻素處理組之間的 DEGs。結果顯示，在 DDC 組顯著上調、而在天麻素處理后顯著下調的基因主要富集于庫普弗細胞；相反，在 DDC 組顯著下調、而在天麻素處理后顯著上調的基因主要富集于肝細胞。這提示庫普弗細胞和肝細胞可能在疾病進展和天麻素反應中發揮關鍵作用。

為了識別天麻素介導肝細胞修復的關鍵因素，研究者整合了兩個獨立單核 RNA 測序數據集，并進行統計交集分析，獲得 440 個顯著下調 DEGs 和 1107 個顯著上調 DEGs。富集分析顯示，上調基因主要與核糖體生物發生、RNA 加工、抗病毒反應和溶酶體通路相關；而表達降低的基因則富集于過氧化物酶體相關通路、脂肪酸 β 氧化和有機酸結合等過程。

為尋找 DDC 誘導肝細胞纖維化相關的特異性治療靶點，研究者整合兩個獨立 snRNA-seq 數據集，采用 |log?FoldChange|≥2 和 FDR<0.01 作為篩選閾值。交集分析識別出 7 個顯著上調基因和 2 個顯著下調基因，其表達模式進一步在肝組織中通過 qPCR 得到一致驗證（p<0.05）。考慮到 Sult 家族在肝纖維化發病過程中的既有作用，研究者選擇 Sult2a1 和 Sult1e1 進行進一步研究。

免疫組化和 Western blot 結果顯示，在 DDC 誘導的膽汁淤積性肝纖維化中，Sult2a1 相較對照組顯著下調，而 Sult1e1 在 DDC 組顯著上調（p<0.01）。天麻素處理后，Sult2a1 顯著上調，Sult1e1 表達則明顯下調。細胞生長數據進一步顯示，Sult2a1 表達升高可促進 AML12 細胞增殖，而降低 Sult2a1 表達會抑制細胞增殖。相反，Sult1e1 過表達導致細胞生長下降，而抑制 Sult1e1 似乎可促進細胞生長。

此外，敲低 Sult2a1 可顯著削弱天麻素降低細胞內總膽汁酸（TBA）濃度的作用；相反，Sult1e1 過表達也可逆轉天麻素降低 TBA 的效果。上述結果表明，天麻素通過恢復 Sult2a1 表達并降低 Sult1e1 表達促進肝細胞恢復，提示這兩個 Sult 家族蛋白可能是天麻素處理后的潛在治療靶點。

圖3：天麻素通過調節 Sult2a1 和 Sult1e1 保護肝細胞。（A）指定細胞類型中選擇性基因表達熱圖。（B–C）天麻素處理小鼠與 DDC 模型小鼠相比，肝細胞中上調基因（B，紅色）或下調基因（C，藍色）的熱圖。（D）兩個獨立數據集中重疊 DEGs 的維恩圖。（E–F）小鼠肝組織中 Sult2a1 和 Sult1e1 的免疫組化（IHC）染色（E）和 Western blot（F）檢測。（G）Sult2a1 和 Sult1e1 水平的 Western blot 檢測。（H）指定組 AML12 細胞的細胞生長曲線（n=3）。（I）在鵝去氧膽酸（CDCA）誘導應激下，經 GAS 處理并轉染 siSult2a1 或 oeSult1e1 的 AML12 肝細胞內 TBA 水平（n=3）。數據以均值 ± 均值標準誤（SEM）表示，*p<0.05，**p<0.01。縮寫：GAS，gastrodin，天麻素；DDC，3,5-二乙氧羰基-1,4-二氫可力丁；DEGs，差異表達基因；IHC，免疫組化；TBA，總膽汁酸；CDCA，鵝去氧膽酸；siSult2a1，靶向 Sult2a1 的小干擾 RNA；oeSult1e1，Sult1e1 過表達。

天麻素降低庫普弗細胞比例并調節炎癥反應

天麻素處理可降低庫普弗細胞比例及其炎癥激活狀態。免疫熒光分析顯示，DDC 誘導模型組中 CD68?/CD86? 細胞顯著增加，并在肝門靜脈周圍呈放射狀或簇狀分布。相比之下，DDC-Gastrodin 組 CD68?/CD86? 陽性細胞明顯減少，在門管區周圍未觀察到顯著免疫熒光信號。流式細胞術進一步證實，天麻素處理后 F4/80?CD11b? 庫普弗細胞顯著減少。

此外，免疫組化染色顯示，DDC 誘導模型組肝組織中促炎細胞因子 TNF-α 和 IL-6 顯著上調；而 DDC-Gastrodin 處理組中兩者表達水平明顯下降，提示天麻素給藥可有效緩解肝臟炎癥。為進一步探索庫普弗細胞中的潛在通路，研究者整合公開數據，并篩選 DDC-Gastrodin 組相較 DDC 組的差異表達基因，隨后進行 KEGG 通路分析、分子功能（MF）分析和生物過程（BP）分析。庫普弗細胞 DEGs 的通路分析顯示，其富集于免疫和代謝相關通路，包括病毒反應和 MHC II 類復合體等。這些通路提示，天麻素可能通過抑制病毒相關信號和免疫反應影響庫普弗細胞激活及炎癥反應。

為篩選潛在靶點，研究者結合兩個獨立 snRNA-seq 數據集，選擇 |log?FoldChange|≥1.5 的基因進一步驗證。研究者從 Control、DDC 和 DDC-Gastrodin 組肝臟中分離原代庫普弗細胞。PCR 結果顯示，與對照組相比，DDC 組 Pilrb1、Ifi27l2a 和 Gbp2b 基因表達顯著下降；不同濃度天麻素處理后，這三個基因的表達明顯恢復。由于 Pilrb1 是三個候選抗炎基因中唯一定位于細胞膜的蛋白，研究者通過流式細胞術檢測原代庫普弗細胞上 Pilrb1 表達，結果顯示，與 DDC 組相比，DDC-Gastrodin 組 Pilrb1 顯著上調（p<0.05）。

功能實驗進一步顯示，Pilrb1 獲得性表達顯著降低 IL-6 和 TNF-α 水平，而 Pilrb1 缺失則促進這兩種炎癥因子產生。此外，M2 型巨噬細胞標志物 CD206、CD163、Arg-1 和 IL-10 的 mRNA 表達結果證實，Pilrb1 具有明顯抗炎表型。上述數據表明，DDC 誘導的膽汁淤積性纖維化促進庫普弗細胞激活，而天麻素可抑制這一反應，其機制可能與上調 Pilrb1 有關。

圖4：天麻素降低庫普弗細胞比例并減輕炎癥。（A）肝組織中庫普弗細胞（CD68）和活化庫普弗細胞（CD86）的免疫熒光染色。（B）肝組織中 TNF-α 和 IL-6 的免疫組化染色及定量分析。（C）庫普弗細胞（F4/80?CD11b?）的流式細胞術分析（n=3）。（D–E）通過流式細胞術檢測原代分離庫普弗細胞中的 Pilrb1 表達（n=3）。（F）Pilrb1 過表達或敲低的 THP-1 細胞中 IL-6 和 TNF-α 水平。（G）THP-1 細胞中 M2 標志物 CD206、CD163、Arg-1 和 IL-10 的表達（n=3）。數據以均值 ± 均值標準誤（SEM）表示，*p<0.05，**p<0.01。縮寫：KC，Kupffer cell，庫普弗細胞；TNF-α，腫瘤壞死因子 α；IL-6，白細胞介素 6。

天麻素通過 Serpina1a 調節膽汁淤積性肝纖維化中的 HSC 異質性

研究數據顯示，在 Control、DDC 和 DDC-Gastrodin 組之間，肝星狀細胞（HSCs）數量并無統計學顯著差異。公開數據也顯示，在 DDC 誘導肝損傷及隨后自我修復過程中，HSC 數量未見明顯變化。Clustree 分析顯示，當分辨率為 0.1 時，細胞亞群趨于穩定，提示該分辨率下可識別較高完整性的亞群。在此基礎上，HSCs 被劃分為 HSC1、HSC2 和 HSC3 三個亞群。

結果顯示，HSC1 細胞在 DDC 組中顯著增加，占比為 75.46%；在 Gastrodin-DDC 組中則降低至 61.77%（p<0.05）。相反，HSC2 呈現相反變化趨勢（p<0.05）。為研究天麻素如何調節不同 HSC 亞群，研究者進行了擬時序軌跡分析。通過 CytoTrace2，研究者將 HSC 亞群定義為擬時序軌跡起點，并重建其分化軌跡，揭示三個 HSC 亞群在擬時序軸上的分布。隨后，研究者識別了驅動各亞群擬時序轉變的關鍵基因，其中 Serpina1e 引起關注。進一步分析顯示，Serpina 家族其他成員也呈現一致的擬時序表達模式。

圖5：HSC 亞群及其分化軌跡。（A）UMAP 圖顯示三個 HSC 亞群（HSC1、HSC2、HSC3）。（B）不同實驗組中 HSC 亞群比例。（C）CytoTrace2 分析將 HSC 亞群識別為擬時序軌跡的起點。（D）三個亞群的擬時序軌跡分布。（E）各亞群沿擬時序變化的關鍵基因。（F）Serpina1a、Serpina1b 和 Serpina1e 的擬時序表達模式。（G）Serpina 家族基因沿擬時序的動態表達。縮寫：HSC，hepatic stellate cell，肝星狀細胞；UMAP，統一流形近似與投影。

隨后，研究者比較了 Control、DDC 和 DDC-Gastrodin 組中 Serpina 家族成員的表達水平。結果顯示，與對照組相比，DDC 組中這些基因表達顯著下調，而天麻素處理后明顯恢復。這提示 Serpina 家族蛋白可能在天麻素改善膽汁淤積性肝纖維化過程中發揮功能作用，并可能標記一個相關 HSC 亞群。基于 Serpina 表達模式，研究者識別出 Serpina? 和 Serpina? 細胞簇，并觀察到天麻素給藥后 Serpina? 細胞群擴增。

進一步比較 Serpina? 與 Serpina? 細胞簇之間的差異表達基因并進行富集分析后，研究發現 Serpin 家族可能通過調控肌動蛋白細胞骨架、細胞外基質、黏著斑和 PI3K-Akt 信號等通路影響肝纖維化發展。

值得注意的是，免疫組化染色顯示，Serpina1a 主要位于纖維化區域；在 DDC-Gastrodin 組中，其在纖維化較弱區域表達較高，而在 DDC 組嚴重纖維化區域表達較低。此外，與活化 HSC 標志物 α-SMA 的共染結果顯示，在 DDC 組纖維化區域，α-SMA 與 Serpina1a 存在較強共定位；而在 DDC-Gastrodin 組中，這種共定位明顯降低。相反，在天麻素處理小鼠的纖維化區域內，Serpina1a 表達更加突出。

為了探索細胞表型，研究者在 LX-2 細胞中敲低 Serpina1。結果顯示，在 TGF-β 刺激條件下，Serpina1 降低的細胞較對照組表現出更明顯纖維化；同時，沉默 Serpina1 后 COL1A1 和 α-SMA 表達顯著上調。綜合這些結果，Serpina? HSC 亞群與天麻素處理組中的抗纖維化細胞相關，天麻素可能部分通過上調 HSC 中 Serpina1a 發揮抗纖維化作用。

圖6：天麻素通過 Serpina1a 調節 HSC 異質性。（A）HSC 中 Serpina 家族基因表達熱圖。（B–C）將 HSCs 劃分為 Serpina?/Serpina? 亞群及其相應比例。（D–E）Serpina? 和 Serpina? 亞群的 DEGs 及功能富集分析。（F）代表性肝組織切片中 Serpina1a 的免疫組化染色。（G）α-SMA 和 Serpina1a 的免疫熒光共染。（H）LX-2 細胞中 Serpina1a 水平的 Western blot 檢測。（I）LX-2 細胞纖維化的形態學圖像。（J）通過 Western blot 檢測肝纖維化相關蛋白并進行統計分析（柱狀圖）。數據以均值 ± 均值標準誤（SEM）表示，*p<0.05，**p<0.01。縮寫：HSC，hepatic stellate cell，肝星狀細胞；DEGs，差異表達基因；IHC，免疫組化；α-SMA，α-平滑肌肌動蛋白；WB，Western blot。

機制示意圖總結

綜合 snRNA-seq 與功能驗證結果，本研究提出天麻素改善膽汁淤積性肝纖維化并非依賴單一細胞或單一路徑，而是通過肝細胞、庫普弗細胞和 HSCs 的多細胞協同調控實現。具體而言，天麻素一方面通過上調 Sult2a1、下調 Sult1e1 促進肝細胞膽汁酸解毒和修復；另一方面，降低庫普弗細胞比例并通過 Pilrb1 等免疫調節因子抑制炎癥反應；同時，天麻素還調節 HSC 異質性，擴增 Serpina? HSC 亞群，并可能通過 Serpina1a 相關機制參與抗纖維化過程。

圖7：展示本研究綜合發現的圖形摘要。

【Citation】:Pan, D., Zheng, T., Chen, C., Qiu, J., Deng, Z., Jiang, Z., Chen, Y., Xiao, C., Xu, Y., Fu, L., Linghu, K., Chen, J., Fan, F., Zhang, Q., Tao, L., Hu, X., Zhao, L., & Shen, X. Single-cell transcriptomics reveals the ameliorative effect of gastrodin on cholestatic liver fibrosis.Phytomedicine, 155, 158165 (2026).

【貢獻】★★★★★

本研究將 LTBP4 確定為炎癥小體激活中的關鍵因子，并顯示其與 HFrEF 患者 IL-1β 水平相關。心肌細胞中 LTBP4 缺失可抑制 NLRP3 炎癥小體激活，并減輕心力衰竭過程中的病理性心臟重構。

這些結果揭示了 LTBP4 在 NLRP3 炎癥小體信號通路和心力衰竭進展中的調控作用，為理解心力衰竭炎癥機制提供了重要線索，也提示 LTBP4 相關通路可能為心力衰竭干預策略提供新的研究方向。

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