噻唑-磺酰衍生物KM9通过多靶点调控糖脂代谢和氧化应激缓解高血糖相关脂肪肝损伤的作用与机制研究

　　本研究针对高血糖(HG)相关代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)的治疗难题，合成新型噻唑-磺酰化合物KM9，通过网络药理学预测靶点，并利用HepG2细胞和斑马鱼模型证实KM9能显著降低血糖水平、减少肝脏脂质积累、抑制氧化应激(ROS)和炎症反应，为开发MASLD治疗新药提供了实验依据。

　　

随着全球糖尿病发病率的持续攀升，高血糖(Hyperglycemia, HG)已成为代谢综合征的核心特征，其引发的代谢功能障碍相关脂肪性肝病(Metabolic Dysfunction-Associated Steatotic Liver Disease, MASLD)更是当今重大的健康挑战。高血糖通过促进肝脏新生脂肪生成(de novo lipogenesis)和诱发胰岛素抵抗，导致肝细胞内脂肪异常堆积，进而引发氧化应激、炎症反应和肝纤维化，最终可能进展为代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)。目前临床上虽有一些口服降糖药如格列吡嗪(含磺酰基)和吡格列酮(含噻唑基)被应用，但疗效有限且存在副作用，因此开发兼具降糖、调脂、抗氧化和抗炎多重功效的新型化合物迫在眉睫。

在此背景下，研究人员设计并合成了同时含有噻唑和磺酰基团的新型化合物4-methyl-N-(6-methyl-1,3-benzothiazol-2-yl) benzene-1-sulfonamide（代号KM9），并系统探究了其对高血糖相关MASLD的治疗潜力与作用机制。该研究成果已发表于《Medicine in Microecology》。

研究采用多学科交叉方法：首先通过网络药理学(SwissTargetPrediction和STRING工具)预测KM9的作用靶点和通路；利用HepG2细胞系进行体外毒性(MTT法)和功效评价(ROS、细胞凋亡检测)；以斑马鱼为模式生物，在胚胎、幼虫和成年鱼三个发育阶段建立ALN(Alloxan)诱导的高血糖模型，通过葡萄糖测定、荧光染色(ORO、Sudan Black、DCFDA、AO等)、生化分析(胆固醇、甘油三酯、SOD、CAT、GST、GPx活性检测)以及基因表达分析(RT-PCR)等多维度评估KM9的疗效；最后通过组织病理学(H&E染色)验证肝脏形态改善情况。

3.1. KM9的合成与结构确认

通过光谱数据(¹H-NMR和¹³C-NMR)证实成功合成KM9，分子式为C₁₅H₁₄N₂O₂S₂，分子量319 Da。

3.2. 网络药理学预测

构建的蛋白互作网络(PPIN)包含26个节点和150个连接，平均聚类系数0.789。KM9与MASLD共同靶点涉及脂质代谢和胰岛素信号通路，KEGG富集分析突出显示了脂质与动脉粥样硬化通路以及AGE-RAGE信号通路。

3.3. KM9的细胞毒性

MTT实验显示，4 μM和8 μM的KM9对HepG2细胞活力无显著影响(存活率>80%)，更高浓度则呈现剂量依赖性毒性。

3.4. 高血糖诱导的形态改变和氧化应激

100 mM葡萄糖处理导致细胞收缩、ROS水平升高16倍、凋亡增加7倍。KM9(8 μM)处理显著逆转这些变化，维持细胞正常形态和低氧化应激水平。

3.5. 斑马鱼胚胎毒性与安全性

KM9在低浓度(5-30 μM)下不影响斑马鱼胚胎存活和孵化，60 μM被确定为最小有效剂量(MED)，更高浓度(≥80 μM)则导致死亡率上升。

3.6. 血糖调节作用

在ALN诱导的高血糖斑马鱼幼虫中，KM9(110 μM)处理使血糖水平从384 mg/dL降至77.93 mg/dL，效果与阳性对照药物Metformin(MET)相当。

3.7. 氧化应激指标改善

KM9显著降低ALN引起的ROS、脂质过氧化(LPO)和细胞凋亡，110 μM剂量使ROS水平从5.09倍降至1.09倍(对照)，LPO从4.98倍降至1.19倍。

3.8. 脂质积累减少

Oil Red O和Sudan Black染色显示，KM9(110 μM)处理使肝脏脂质积累从24.06倍降至7.78倍，效果与MET组(7.33倍)相当。

3.9. 抗炎作用

中性红染色表明KM9剂量依赖性减少巨噬细胞浸润，110 μM组巨噬细胞数量从55.33个降至20.67个。

3.10. 成年斑马鱼模型验证

KM9显著降低血糖水平，改善2-NBDG葡萄糖摄取能力，降低总胆固醇(从351.9降至139.2 mg/dL)和甘油三酯(从277.0降至119.7 mg/dL)水平。

3.11. 抗氧化酶活性恢复

KM9恢复SOD、CAT、GST和GPx活性，110 μM剂量使SOD从2.69 U/mg升至7.18 U/mg，CAT从27.94 U/mg升至63.88 U/mg。

3.12. 基因表达调控

RT-PCR显示KM9下调脂生成基因(fasn、srebp1)和炎症基因(il-6、tnf-α)，上调胰岛素信号通路基因(ins、insra1、insrb1)。

3.13. 组织病理学改善

H&E染色显示KM9(110 μM)处理显著减轻肝细胞脂肪变性、空泡化、细胞浸润和坏死，组织损伤评分从重度(+++)降至轻度(+)/无(-)。

本研究证实KM9通过多靶点、多通路作用机制有效缓解高血糖相关MASLD：①降低血糖水平；②减少肝脏脂质积累；③抑制氧化应激和脂质过氧化；④减轻炎症反应；⑤调节脂代谢和胰岛素信号通路相关基因表达。这些作用在细胞、幼虫和成年斑马鱼模型中均得到验证，且110 μM剂量效果最为显著，与阳性药物MET相当。值得注意的是，KM9的化学结构同时包含噻唑和磺酰基团，这可能赋予其超越单一靶点药物的多重药理活性。该研究为开发治疗MASLD的新型化合物提供了重要的临床前证据，未来需要在哺乳动物模型中进行进一步验证。