申通珠玉煎剂通过调节AMPK介导的脂质代谢和氧化应激,减轻运动引起的肌肉损伤

《Journal of Ethnopharmacology》:Shentong Zhuyu Decoction mitigates exercise-induced muscle damage through modulation of AMPK-mediated lipid metabolism and oxidative stress

【字体: 时间:2025年11月21日 来源:Journal of Ethnopharmacology 5.4

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  中药复方芍 tone 赵 decoction(STZYD)通过激活AMPK信号通路,调节脂代谢和氧化应激反应,减轻运动诱导肌肉损伤(EIMD)的炎症和凋亡。研究构建小鼠EIMD模型,采用病理学、ELISA、TUNEL染色及UHPLC-MS/MS等技术,发现STZYD可降低IL-6水平,上调Desmin和MyoD表达,鉴定出2202种活性成分。联合网络药理学和RNA测序揭示其机制涉及AMPK通路、脂代谢及氧化应激调控。通过体外与体内实验验证,为EIMD治疗提供新策略。

  STZYD(圣通逐瘀汤)是一种基于“气滞血瘀”理论的传统中药方剂,其在治疗运动性肌肉损伤(EIMD)方面具有重要的民族药理学意义。EIMD是剧烈运动后常见的一种炎症性疾病,不仅影响运动员和重体力劳动者,也会影响普通人群在缺乏专业指导的情况下突然增加运动量或强度时出现的肌肉疼痛和运动能力下降。当前主流的治疗方法相对有限,给EIMD的治疗带来了显著的挑战。STZYD作为一种广泛用于缓解人体疼痛问题的传统中药方剂,其在治疗EIMD方面的疗效和作用机制尚不明确。因此,本研究旨在探讨STZYD在EIMD治疗中的药理作用机制,并评估其对骨骼肌损伤的干预效果。

本研究采用动物实验方法,通过构建小鼠EIMD模型,评估STZYD对EIMD的干预效果。实验过程中,使用了多种检测方法,包括组织病理学、ELISA(酶联免疫吸附测定)和TUNEL(末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记法)染色,以评估炎症和细胞凋亡的变化。此外,还通过超高效液相色谱-质谱联用技术(UHPLC-MS/MS)对STZYD的化学成分进行了分析,鉴定出其中包含的2202种植物化学成分,其中包括48种具有生物活性的物质。结合网络药理学和RNA测序技术,研究团队进一步探讨了STZYD在治疗EIMD中的潜在机制。最后,通过体外和体内实验对上述结论进行了验证,以明确STZYD如何影响EIMD。

研究结果显示,STZYD治疗可以显著抑制骨骼肌组织的炎症和细胞凋亡,降低IL-6水平,同时提高Desmin和MyoD的转录和翻译水平。这些结果表明,STZYD在EIMD治疗中可能通过激活AMPK(腺苷酸活化蛋白激酶)信号通路,调节脂质代谢过程和氧化应激反应来发挥其作用。在实验验证过程中,团队通过体外和体内实验进一步确认了这一结论,强调了脂质代谢和氧化应激在骨骼肌损伤中的重要作用。研究还发现,STZYD的干预效果不仅体现在降低炎症反应,还可能通过调节细胞增殖和分化来促进骨骼肌的修复。

从病理机制来看,EIMD通常被认为是两个阶段的过程。第一阶段是由于剧烈运动导致肌节的机械性损伤,以及活性氧(ROS)水平的升高引发的氧化应激反应。第二阶段则是由炎症细胞因子引发的ROS对未受伤的肌纤维的二次损伤,这解释了剧烈运动后持续数天的肌肉功能下降和疼痛症状。研究还发现,在离心运动后,蛋白质羰基(一种ROS的血清标志物)在第二、第四和第七天均升高,表明ROS的产生可能持续至少7天,导致既有的初级损伤和次级损伤。然而,当前的研究主要集中在骨骼肌氧化生物标志物含量的变化和抗氧化治疗方面,对氧化应激反应的机制研究仍显不足。因此,探索EIMD的治疗靶点仍是一个重要的研究方向。

在研究过程中,团队还关注了脂肪代谢与氧化应激反应之间的相互作用。脂肪代谢异常是卫星细胞功能障碍的一个重要标志,而卫星细胞功能障碍是肌肉萎缩、炎症性肌病和肌少症等疾病中的常见病理特征。脂肪浸润会降低肌肉对胰岛素的代谢能力,导致蛋白质合成与分解之间的长期失衡,并引发炎症反应,进一步限制骨骼肌纤维的再生。此外,研究还发现,过度运动会导致肝脏中AMPK的活性被抑制,从而显著影响血液中的葡萄糖和脂质代谢。AMPK主要负责调节机体的能量状态,在维持细胞氧化还原平衡和代谢稳态方面具有广泛的生理作用。其激活被认为是治疗与过度脂质生成相关的多种疾病的潜在靶点,包括高脂血症和脂肪肝病。AMPK还通过调控多个下游靶点,如参与线粒体能量代谢的肉碱棕榈酰转移酶1(CPT1)和调控线粒体活动的过氧化物酶增殖物激活受体γ共激活因子1α(PGC-1α),发挥重要作用。例如,在高血糖条件下,激活AMPK信号通路可以缓解线粒体氧化损伤,并增强糖尿病斑马鱼胰岛β细胞的功能。此外,Li Jing及其团队成员通过调控AMPK系统来治疗炎症性肠病,减轻氧化应激并减少肠上皮细胞死亡。这些研究表明,AMPK在调节脂质代谢和氧化应激反应方面具有重要作用,因此,其可能是治疗EIMD的重要靶点。

STZYD来源于清代名医清代人王清仁,根据《医林改错》记载,该方剂包含十二种药物,主要用于缓解由气滞血瘀引起的疼痛症状。其中,山楂、当归和川芎等药物被用于活血化瘀;红花、乳香、没药和泽兰等药物被用于调节气机并缓解疼痛;独活被用于祛风除湿;黄芩被用于舒筋活络;蚯蚓被用于促进经络循环并益关节;牛膝被用于活血化瘀、滋补肝肾、强筋健骨;甘草则被用于调和诸药。研究还发现,川芎可以减少炎性体的激活,从而改善脑缺血再灌注损伤;山楂已被证明可以减少氧化应激、炎症和细胞凋亡,从而缓解急性肾损伤;红花中的羟基红花黄色素A被发现可以调节线粒体代谢稳态,从而改善心肌缺血再灌注损伤。这些结果表明,STZYD在临床环境中可能对EIMD的延迟性肌肉疼痛具有治疗效果,尽管其具体作用机制仍需进一步明确。

本研究的主要目标是分析STZYD在治疗EIMD中的药理作用机制,并探索其对骨骼肌损伤的治疗方法。为此,团队首先评估了STZYD对骨骼肌损伤的治疗效果,随后通过UHPLC-MS/MS检测、RNA测序和网络药理学分析,预测了STZYD干预EIMD的潜在靶点和相关机制。接着,通过一系列实验验证,提出了STZYD可能通过调节AMPK信号通路来改善EIMD相关症状的假设。研究还强调了脂质代谢和氧化应激反应在骨骼肌损伤中的重要性,并指出这些过程可能相互作用,共同影响肌肉的修复和再生能力。

在实验过程中,团队遵循了国际实验室动物科学理事会的动物护理和使用指南,所有实验均经过南京中医药大学伦理委员会的批准(编号:202407A030)。研究的资金支持来自中国国家自然科学基金(项目编号:82274545)、江苏省研究生研究与实践创新计划(项目编号:KYCX24_2226)、南京中医药大学传统中医药领域顶尖创新人才研究资助计划(项目编号:CXZ2025002)以及江苏省中医药医院临床医学创新中心(项目编号:Y2023zx05)。这些资金的支持为研究提供了坚实的物质基础,使团队能够全面开展相关实验。

在研究过程中,团队还关注了实验数据的透明性和可获得性。所有研究结果和数据均保存在南京中医药大学附属医院的骨科部门,数据将在合理请求下由通讯作者提供。此外,团队还声明了不存在任何可能被解读为潜在利益冲突的商业或财务关系,以确保研究的客观性和科学性。这些声明表明,研究团队在进行研究时保持了高度的伦理标准和科学严谨性。

综上所述,STZYD在治疗EIMD中的作用机制可能涉及多个方面,包括调节脂质代谢、激活AMPK信号通路以及缓解氧化应激反应。这些机制共同作用,有助于减轻骨骼肌损伤并促进其修复。研究还发现,STZYD在调节细胞增殖和分化方面具有积极作用,可能通过促进卫星细胞的激活和分化来增强骨骼肌的再生能力。此外,STZYD在降低炎症反应和细胞凋亡方面也表现出显著效果,这可能与其所含的多种生物活性物质有关。这些发现不仅为EIMD的治疗提供了新的思路,也为传统中医药在现代医学中的应用提供了有力的证据。

本研究的结果表明,STZYD可能通过多靶点、多途径的干预机制,改善EIMD相关的症状,如肌肉疼痛和运动能力下降。这些机制可能包括调节脂质代谢、激活AMPK信号通路以及缓解氧化应激反应。此外,研究还发现,STZYD在降低炎症因子水平和细胞凋亡率方面具有积极作用,这可能与其所含的多种植物化学成分有关。这些成分可能通过不同的作用机制,共同促进骨骼肌的修复和再生。因此,STZYD在治疗EIMD方面可能具有重要的临床价值。

从实际应用的角度来看,STZYD的干预效果不仅体现在实验室研究中,也可能在临床环境中得到验证。因此,未来的研究可以进一步探索STZYD在不同人群中的应用效果,包括运动员、重体力劳动者以及普通人群。此外,研究还可以关注STZYD与其他治疗手段的协同作用,以评估其在综合治疗中的潜力。这些研究将有助于更全面地理解STZYD的作用机制,并为EIMD的治疗提供更有效的方案。

在研究过程中,团队还采用了多种实验方法,包括组织病理学、ELISA和TUNEL染色,以评估STZYD对EIMD的干预效果。这些方法能够提供关于炎症、细胞凋亡和氧化应激反应的详细信息,从而帮助团队更准确地判断STZYD的作用机制。此外,通过UHPLC-MS/MS检测和RNA测序分析,团队能够预测STZYD干预EIMD的潜在靶点,并进一步验证这些靶点的作用。这些实验方法的综合应用,使团队能够从多个角度探讨STZYD的作用机制,并为后续研究提供坚实的基础。

综上所述,STZYD在治疗EIMD中的作用机制可能涉及多个方面,包括调节脂质代谢、激活AMPK信号通路以及缓解氧化应激反应。这些机制共同作用,有助于减轻骨骼肌损伤并促进其修复。此外,STZYD在降低炎症因子水平和细胞凋亡率方面也表现出显著效果,这可能与其所含的多种植物化学成分有关。这些成分可能通过不同的作用机制,共同促进骨骼肌的修复和再生。因此,STZYD在治疗EIMD方面可能具有重要的临床价值。
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