甾醇是一类广泛存在于生物体内的类固醇化合物，既往研究表明，甾醇具有显著的降脂和抗炎作用，对代谢性疾病具有潜在的治疗作用。麦角甾醇（ES）是一种与胆固醇或植物甾醇结构类似的天然产物，能够降低甘油三酯（TG）和游离脂肪酸含量（FFA），然而其具体的功能和作用机制尚不明确。

2025年1月10日，中国药科大学多靶标天然药物全国重点实验室李萍/杨华/郑祖国团队联合兰州大学戴建业团队在《Cell Reports》发表了题为“Ergosterol alleviates hepatic steatosis and insulin resistance via promoting fatty acid β-oxidation by activating mitochondrial ACSL1”的文章。该研究首次揭示了麦角甾醇（ES）靶向并激活线粒体中的长链酰基辅酶A合成酶1（ACSL1），促进脂肪酸β-氧化，从而减轻脂肪肝和胰岛素抵抗，为相关疾病的临床治疗提供了新的研究靶标和治疗策略。

01  麦角甾醇改善脂肪肝变性和胰岛素抵抗

研究人员首先通过体外实验发现了麦角甾醇（ES）能够显著降低人正常肝细胞和肝癌细胞中甘油三酯（TG）和总胆固醇（TC）水平，证实了其在降脂方面的潜在功效（图1A-C）。随后，在高脂饮食（HFD）诱导的肥胖小鼠模型中的实验结果显示，ES能够显著改善模型小鼠的脂肪肝变性和胰岛素抵抗（图1D-E）。此外，氧化分析等实验结果表明，ES的降脂作用可能与肝细胞线粒体的脂肪酸β-氧化相关（图1F）。

图1  麦角甾醇改善脂肪肝变性和胰岛素抵抗

02  ACSL1是麦角甾醇的直接靶点蛋白

研究人员继续探索ES的作用机制，利用RNA-seq鉴定ES处理细胞后的显著调变基因，并通过cMAP数据库进行分析，筛选出了与这些差异表达基因关联性最强的前20种药物。基于这些药物的已知靶点，发现ES可能通过靶向长链酰基辅酶 A 合成酶（ACSL）家族成员发挥降脂作用（图2A）。随后，研究人员设计并合成了保留原有活性的ES探针（ES-P），利用ABPP技术进行筛靶（图2B-C），结果显示，长链酰基辅酶A合成酶1（ACSL1）是ES的潜在靶蛋白，并且ES能够显著竞争ES-P与ACSL1的结合（图2D-E）。进一步的CETSA/DARTS+WB和SPR等实验结果也证实了ES与ACSL1的直接相互作用（图2F-G）以上结果表明，ACSL1是麦角甾醇的直接靶点蛋白。

图2  ACSL1是麦角甾醇的直接靶点蛋白

03  麦角甾醇靶向并激活ACSL1，发挥降脂作用

接下来，研究人员探究了ES通过靶向ACSL1发挥降脂作用的内在机理，酶活测试和质谱鉴定等结果显示，ES在肝细胞中选择性分布于线粒体并以浓度依赖性的方式激活线粒体ACSL1，促进脂肪酸氧化（图3A-C）。研究人员进一步利用细胞和动物模型进行功能验证，发现ACSL1缺失后，ES原本的降脂作用消失（图3D-E）。以上结果表明，ES通过靶向并激活线粒体ACSL1，加速脂肪酸β-氧化，从而发挥降脂作用。

图3  麦角甾醇靶向并激活ACSL 1，发挥降脂作用

04  甾醇的构效关系分析与其临床应用新策略

最后，竞争性ABPP-还原去甲基化实验（Competitive ABPP-Reductive Demethylation Assay）、分子对接和质谱鉴定结果显示ES作为ACSL1的选择性变构激动剂，与其C端结构域结合，使ACSL1的构象从闭合转变为开放状态，并维持其活性（图4A-D）。Rescue实验结果进一步证实，ES正是通过ACSL1的变构激活，来实现对脂质代谢的调控（图4E）。此外，研究人员对不同结构的甾醇类似物进行了构效关系分析，揭示了它们对于脂代谢调控的差异，并通过体内外实验发现ES与固醇感应结构域蛋白（SCAP）抑制剂25-羟基胆固醇（25-HC）联合应用，能够发挥协同降脂作用，为相关疾病的治疗提供了新型治疗方案（图4F）。

图4  甾醇的构效关系分析与其临床应用新策略

总结与讨论

本研究首次揭示了麦角甾醇用于脂肪肝和胰岛素抵抗治疗的新机制，也为代谢性疾病提供了极具研究价值的新靶点。此外，研究者还证明了麦角甾醇和SCAP抑制剂的联合应用，在代谢性疾病中的应用潜力，具有较强的临床转化价值。

达吉特深耕于小分子靶点筛选领域多年，因为专注所以专业。针对小分子靶点研究，无论是天然化合物还是体内代谢物，达吉特均有合适的筛靶方案提供。截止目前，达吉特已经帮助中国科研工作者在种类多样的小分子靶点筛选工作中取得重要突破，相关研究成果多次出现在STTT、Mol Cancer、Circ Res、J. Hepatol、Nat Commun、PNAS、APSB等国际著名学术期刊上。筛靶就找达吉特也逐步成为业界共识。

达吉特针对于中药及小分子药物研究，建立了一套完整的技术服务体系：

1）中药/复方的有效成分高精度鉴定；

2）中药有效成分与代谢物组织空间分布

3）小分子化合物批量标记（生物素/炔基/荧光）

4）小分子钓靶（标记法）：20K人类蛋白组芯片/ ABPP

5）小分子钓靶（非标记法）：DARTS /Lip-MS/ CETSA

6）膜蛋白靶点筛选技术：SPIDER / MPA/GPCR膜蛋白芯片

7）药物调控通路筛选：磷酸化抗体芯片/磷酸化蛋白组

8）SPR表面等离子共振（分子动力学）

9）药-靶结合位点分析（高分辨质谱/分子对接）

10）PET-CT与药物分布小动物活体成像

11）天然产物化合物库筛选

丨相关产品