大黄素通过靶向TAK1抑制IL-17信号通路缓解野百合碱诱导的肺动脉高压

本研究首次揭示天然化合物大黄素（Emodin）通过直接靶向转化生长因子β激活激酶1（TAK1），抑制IL-17信号通路活化，进而抑制肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）恶性增殖、减轻肺部炎症和右心室肥厚，显著缓解野百合碱（MCT）诱导的肺动脉高压（PAH）。该研究为PAH的临床治疗提供了新靶点和理论依据，具有重要转化价值。

　　

Abstract

研究目的：肺动脉高压（PAH）是以肺动脉压力升高为特征的一组疾病，肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）的恶性增殖是其重要病理标志。大黄素（Emodin）是一种具有抗病毒、抗炎和抗增殖特性的天然化合物，本研究旨在阐明其缓解PAH的核心通路和分子靶点。

方法：采用网络药理学预测大黄素作用靶点，通过分子对接、细胞热转移实验（CETSA）、免疫共沉淀（Co-IP）和免疫荧光验证相互作用。利用超声和病理学分析评估大黄素对MCT诱导PAH的影响，并通过Western blot（WB）、PCR等技术验证网络药理学结果。

结果：大黄素通过抑制PASMCs增殖、减轻右心室肥厚和肺部炎症缓解PAH。其靶向IL-17通路中的8个蛋白，降低IL-17A、IL-17RA和磷酸化TAK1（Phospho-TAK1）表达。大黄素竞争性结合TAK1，阻断其与MKK3相互作用，抑制TAK1磷酸化和下游通路激活。TAK1抑制剂Takinib可逆转大黄素的治疗效果。

结论：大黄素通过直接靶向TAK1，下调IL-17A/IL-17RA/Phospho-TAK1表达，阻断IL-17信号通路激活，抑制PASMCs增殖，缓解PAH。

Introduction

现代社会中PAH发病率逐年上升且年轻化趋势明显。除进行性呼吸功能不全外，PAH常导致右心室肥厚（RVH）乃至右心衰竭。当前临床药物如钙通道阻滞剂、抗凝剂等存在不良反应，靶向药物如波生坦、他达拉非仍有肝肾功能损伤风险。PASMCs恶性增殖是PAH进展的关键因素，炎症反应（如IL-6、IL-1β升高）和NF-κB通路激活参与其病理过程。大黄素作为蒽醌衍生物，具有抗氧化、抗肿瘤和抗炎特性，可抑制活性氧（ROS）生成和血管氧化应激损伤，但其缓解PAH的机制尚未完全阐明。本研究结合网络药理学和动物模型验证，系统探索大黄素治疗PAH的多靶点机制。

Materials and Methods

动物模型：30只雄性SD大鼠随机分为对照组、大黄素组、MCT组、MCT+大黄素组和MCT+大黄素+Takinib组。PAH模型通过皮下注射MCT（60 mg/kg）诱导，大黄素（70 mg/kg）和Takinib（50 mg/kg）口服干预21天。通过超声、右心漂浮导管检测肺动脉平均压（mPAP）、右心室收缩压（RVSP）等血流动力学参数。组织学分析采用H&E染色、免疫组化（α-SMA标记PASMCs）。细胞实验采用AngII（4 μM）诱导PASMCs增殖，通过CCK8、细胞划痕、TUNEL染色评估增殖、迁移和凋亡。分子机制研究涉及网络药理学（TCMSP、DisGeNET、GeneCards数据库）、分子对接（AutoDock Vina）、CETSA、Co-IP和WB检测关键蛋白表达。

Results

潜在靶点分析

网络药理学筛选出大黄素与PAH的8个共同靶点（TNF、PTGS2、MMP1、MMP9、MYC、SLC2A4、CYP1A1、PPARG），PPI分析显示节点度平均为5.5，富集p值为5.87E-05。KEGG富集提示IL-17信号通路是核心通路，分子对接显示大黄素与靶点结合自由能介于-4.9至-10.9 kcal/mol，其中与CYP1A1结合能最低（-10.9 kcal/mol）。

大黄素缓解PAH和心肌重塑

超声和导管检测显示：MCT组mPAP、RVSP显著升高（p<0.01），PAT、PAT/PET降低（p<0.01）；大黄素干预后mPAP、RVSP下降（p<0.01），PAT、PAT/PET升高（p<0.01）。MCT诱导右心室游离壁厚度（RVFWT）和右心室舒张末期内径（RVEDD）增加（p<0.01），大黄素显著改善心肌重塑（p<0.05）。H&E染色显示大黄素减轻肺血管炎症浸润和管腔增厚，降低WT%（p<0.01），α-SMA染色证实其抑制PASMCs增殖（p<0.01）。

抑制炎症和细胞增殖

ELISA和PCR显示大黄素下调血清和肺组织中IL-1β、IL-6、TNF-α表达（p<0.01）。细胞实验中，大黄素浓度依赖性抑制AngII诱导的PASMCs增殖（CCK8 assay，p<0.01）和迁移（划痕实验，p<0.01），促进凋亡（TUNEL染色，p<0.01）。WB证实大黄素降低IL-17A、IL-17RA、Phospho-TAK1表达（p<0.05），而对总TAK1无影响。

靶向TAK1机制验证

分子对接显示大黄素与TAK1结合能最低（-9.0 kcal/mol）。CETSA证实大黄素增强TAK1、IL-17A、IL-17RA和Phospho-TAK1的热稳定性（p<0.05）。Co-IP和免疫荧光显示大黄素抑制TAK1与MKK3结合（p<0.05），下游p-JNK1/2、p-p38表达降低（p<0.05）。Takinib干预逆转大黄素的治疗效应，使mPAP、WT%和PASMCs增殖恢复至MCT组水平（p<0.05）。

Discussion

PAH是多因素参与的复杂疾病，炎症和PASMCs增殖是关键环节。本研究首次揭示大黄素通过靶向TAK1抑制IL-17信号通路，阻断MKK3/TAK1互作，抑制JNK/p38 MAPK和NF-κB激活，从而减轻炎症和细胞增殖。网络药理学与实验验证结合，为多靶点药物机制研究提供范式。局限性在于缺乏阳性对照药物和长期毒性数据，未来需开展TAK1基因敲除和NF-κB抑制剂验证研究。

Conclusion

大黄素通过直接靶向TAK1，抑制IL-17信号通路激活，缓解MCT诱导的PAH和血管重塑，为临床治疗提供新策略。

Ethics Statement

研究经西部战区总医院动物伦理委员会批准（2025EC1-ky013）。

Data Sharing Statement

数据可向通讯作者合理申请获取。