紫草素通过激活AMPK通路诱导斑马鱼造血干细胞与免疫细胞损伤的机制研究

《International Immunopharmacology》：Shikonin reduces hematopoietic stem cells and immune cells in zebrafish embryos by activating the AMPK signaling pathway

本研究发现紫草素通过激活AMPK信号通路诱导线粒体氧化应激，导致斑马鱼胚胎造血干细胞（HSCs）及免疫细胞（T细胞/中性粒细胞/巨噬细胞）数量显著减少。研究通过AMPK抑制剂(Vidarabine)和虾青素(ATX)干预实验验证了通路机制，为紫草素的临床安全应用提供了毒理学依据。

　　

Highlight

实验材料与处理

紫草素溶于DMSO并稀释至1 mg/mL浓度。实验前通过梯度稀释制备工作液并低温保存。采用Tg(lyz:DsRed)转基因斑马鱼进行中性粒细胞活体成像，通过实验组与对照组的红色荧光信号对比分析。

紫草素暴露对斑马鱼胚胎的发育毒性

为评估紫草素在水生生态系统中的发育毒性，将斑马鱼胚胎在受精后24-72小时暴露于不同浓度紫草素。结果显示暴露浓度超过0.5 mg/L会导致胚胎死亡。此外，紫草素处理组斑马鱼幼鱼心率与对照组存在显著差异。暴露于紫草素的胚胎体长呈现明显发育异常。

讨论

研究表明紫草素可通过调节细胞内氧化应激抑制细胞生长，诱导癌细胞凋亡，显示出强大抗肿瘤能力。同时多项研究证实其具有良好的抗肿瘤、抗炎、抗氧化应激、抗血管生成等药理作用。另有报道显示紫草素暴露可抑制小鼠氧化应激和炎症反应，提示其在不同生物模型中具有多重生物活性。

结论

我们的研究表明紫草素会降低斑马鱼存活率和体长，增加幼鱼畸形率。此外，紫草素显著抑制斑马鱼天然免疫和适应性免疫细胞，表现出强免疫毒性效应。综上，紫草素主要通过激活AMPK通路并抑制抗氧化酶活性，导致斑马鱼氧化应激水平升高进而引发免疫毒性。本研究深化了对紫草素毒理机制的认识。

作者贡献声明

Weitao Hu：原始撰写、数据验证与整理；Huimin Li：原始撰写与形式化分析；Zengyan Di：原始撰写与验证；Wenwen Zha：原始撰写；Qinyuan Shen：方法论；Weirong Li：形式化分析；Zhonghao Xiao：概念化；Jingrong Tang：调查研究；Ziang Wang：概念化；Chen Guo：验证；Shouhua Zhang：资金获取与项目管理；Juhua Xiao：概念化；Zigang Cao：评审编辑与监督。

伦理批准

所有斑马鱼实验操作均遵循实验室动物护理和使用指导原则，并经井冈山大学独立动物护理委员会批准。

基金资助

本研究受国家自然科学基金（32370896、31900597、82560418、81860282、32160828）；江西省自然科学基金杰出青年项目（20224ACB215001）；江西省青年学术技术带头人培养计划（20204BCJL23043）；江西省自然科学基金（S20258619）；江西省研究生创新基金（YC2024-S668）资助。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响研究成果的已知竞争性财务利益或个人关系。