实验室培养北冬虫夏草乙醇提取物通过调控角质形成细胞和巨噬细胞炎症反应缓解蟑螂过敏原诱导的皮肤炎症

《BMC Complementary Medicine and Therapies》：Laboratory cultivated Cordyceps militaris modulates cockroach allergen-induced inflammation in keratinocytes and macrophages dual cell platforms

本研究针对蟑螂过敏原Per a 2诱导的皮肤炎症问题，开展了实验室培养特异性北冬虫夏草(Cordyceps militaris)乙醇与水提取物的抗炎效应研究。研究发现乙醇提取物(E-CM)能剂量依赖性地抑制HaCaT细胞中IL-8、GM-CSF、CCL-20 mRNA表达，并显著降低RAW264.7细胞中iNOS、NO、COX-2及多种促炎细胞因子(IL-13、IL-2、TNF-α等)水平。HPLC分析显示乙醇提取物富含虫草素(3.87 mg/mL)、腺苷(61.24 mg/mL)等活性成分。研究表明E-CM可发展为气传过敏原诱导皮肤炎症的潜在草药疗法。

　　

在热带和亚热带地区，美国蟑螂(Periplaneta americana)是室内主要过敏原之一，其中Per a 2蛋白在哮喘严重度中起关键作用。更值得注意的是，研究发现蟑螂过敏原通过皮肤接触可能引发特应性皮炎(AD)样症状，进而导致"特应性进程"(atopic march)——约三分之一AD患者会发展为哮喘，三分之二会发展为过敏性鼻炎。角质形成细胞和巨噬细胞在皮肤炎症中扮演重要角色，前者可释放IL-8、GM-CSF、CCL-20等趋化因子，后者则通过产生iNOS、COX-2及多种促炎细胞因子放大炎症反应。目前针对气传过敏原诱导的皮肤炎症缺乏有效干预措施，而传统药用真菌北冬虫夏草(Cordyceps militaris)因其抗炎特性可能提供新的解决方案。

为探究北冬虫夏草的抗炎潜力，研究人员采用实验室培养的特定菌株(Cordyceps militaris WU-CMS)，分别制备乙醇提取物(E-CM)和水提取物(W-CM)。研究使用Per a 2刺激的人角质形成细胞(HaCaT)和小鼠巨噬细胞(RAW264.7)模型，通过细胞毒性检测、实时定量PCR、一氧化氮(NO)抑制实验、Western blot分析和多重细胞因子检测等技术方法，系统评估了两种提取物的抗炎效果。高效液相色谱(HPLC)分析则用于鉴定提取物中的活性成分含量。

细胞毒性分析

通过WST-8法检测发现，水提取物(W-CM)在两种细胞系中均无细胞毒性，而乙醇提取物(E-CM)在RAW264.7细胞中从31.25μg/mL开始显示轻微细胞毒性，但在最高浓度1000μg/mL时仍保持87.5%细胞存活率。

角质形成细胞中的抗炎效果

在Per a 2刺激的HaCaT细胞中，E-CM和W-CM均能剂量依赖性地降低IL-8、GM-CSF和CCL-20的mRNA水平。其中E-CM在20μg/mL浓度时效果最佳，而W-CM需要125μg/mL才能达到类似效果。阳性对照地塞米松对CCL-20无显著抑制作用。

巨噬细胞中iNOS和NO的抑制

E-CM在10μg/mL及以上浓度能显著抑制Per a 2诱导的iNOS mRNA表达和NO产生，且效果优于1μM地塞米松对照组。

COX-2表达的调控

E-CM在10和20μg/mL浓度下能剂量依赖性地降低COX-2的mRNA和蛋白表达水平，20μg/mL E-CM的效果与地塞米松相当。

细胞因子分泌的抑制

E-CM能剂量依赖性地抑制Per a 2诱导的IL-13、IL-2、TNF-α、IL-6、G-CSF和GM-CSF分泌。值得注意的是，地塞米松对IL-13、IL-6和G-CSF无显著抑制作用。

活性成分分析

HPLC分析显示乙醇提取物中虫草素(cordycepin)、腺苷(adenosine)、麦角固醇(ergosterol)、腺嘌呤(adenine)、尿苷(uridine)和尿嘧啶(uracil)的含量分别为3.87、61.24、44.76、39.40、26.68和4.66 mg/mL，均显著高于水提取物。

本研究证实实验室培养的北冬虫夏草乙醇提取物(E-CM)能有效抑制蟑螂过敏原Per a 2诱导的皮肤炎症反应。E-CM通过下调角质形成细胞中IL-8、CCL-20和GM-CSF的表达，以及抑制巨噬细胞中iNOS、COX-2和多种促炎细胞因子(IL-13、IL-2、TNF-α、IL-6、G-CSF、GM-CSF)的产生，发挥抗炎作用。其作用效果优于水提取物且所需浓度更低(20μg/mL vs 125μg/mL)。活性成分分析显示E-CM富含虫草素、腺苷等生物活性化合物，这可能是其抗炎效果更佳的原因。这些发现表明E-CM有潜力发展为治疗气传过敏原诱导皮肤炎症的草药疗法，为特应性皮炎和过敏性疾病提供了新的干预策略。未来研究需要进一步在体内模型中验证其疗效和安全性，并深入探索其作用的分子机制。