人参皂苷Rg1通过调节上皮细胞中ILC2细胞的相互作用,减轻同时暴露于屋尘螨过敏原和柴油尾气颗粒的小鼠的哮喘症状

《Journal of Ginseng Research》:Ginsenoside Rg1 attenuates asthma features in mice co-exposed to house dust mite allergen and diesel exhaust particle by modulating epithelial ILC2 interactions

【字体: 时间:2025年11月21日 来源:Journal of Ginseng Research 5.6

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  哮喘小鼠模型中,人参皂苷Rg1通过抑制IL-33/STAT6轴减轻Dp/DEP诱导的气道炎症和气道高反应性,减少Th2/Th17和ILC2/ILC3细胞亚群,降低IL-33、IL-1β水平,并抑制MLE-12细胞中相关信号通路。

  空气way上皮细胞在哮喘的发生和发展中扮演着至关重要的角色,它们不仅是第一道防御屏障,还通过释放特定的信号分子参与炎症反应的调控。近年来,研究发现,环境因素如过敏原、污染物和感染等会显著影响这些细胞的功能,从而加剧哮喘症状。其中,柴油颗粒(DEP)作为常见的空气污染物,因其能够深入呼吸道并直接与上皮细胞相互作用而受到关注。这种相互作用不仅会引发上皮细胞释放促炎因子,还会通过影响固有免疫和适应性免疫反应,导致哮喘的加重。因此,探索能够调节上皮细胞反应的天然化合物,对于开发新的哮喘治疗策略具有重要意义。

人参皂苷是人参的主要活性成分,具有广泛的免疫调节功能。目前已鉴定出超过150种不同的人参皂苷,其中一些已被证实对哮喘具有潜在的治疗效果。例如,在卵清蛋白诱导的哮喘模型中,人参皂苷Rb1和Rh2能够通过调节Th2细胞活动和NF-κB信号通路,显著降低气道高反应性(AHR)。此外,人参皂苷Rg3也显示出抗氧化和抗炎特性,可能为哮喘治疗提供新的思路。然而,关于人参皂苷Rg1在柴油颗粒和过敏原共同暴露引起的哮喘模型中的作用,目前的研究尚不充分。因此,本研究旨在探讨人参皂苷Rg1对这种复杂哮喘模型的治疗潜力及其作用机制。

为了评估人参皂苷Rg1的治疗效果,研究团队采用了一种基于小鼠的哮喘模型,其中小鼠同时暴露于尘螨过敏原(Dp)和柴油颗粒(DEP)。这种模型能够更好地模拟现实环境中哮喘的诱发因素,因为许多哮喘患者在接触过敏原的同时,也会暴露于空气污染。实验过程中,研究人员将小鼠分为不同的组别,分别给予PBS(磷酸盐缓冲液)、Dp、DEP、Dp+DEP、Dp+Rg1、DEP+Rg1以及Dp+DEP+Rg1的处理。每组实验重复至少三次以确保数据的可靠性。

在实验设计中,研究人员采用了多种方法来评估人参皂苷Rg1的治疗效果。首先,他们通过测量气道高反应性(AHR)来评估气道功能的变化。AHR是哮喘的一个典型特征,表现为气道对刺激物的过度反应。其次,他们分析了支气管肺泡灌洗液(BALF)中的炎症细胞数量,包括嗜酸性粒细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和淋巴细胞,这些细胞的增加通常与哮喘的炎症过程相关。此外,研究人员还检测了血清中Dp特异性IgG1和IgE的水平,这些抗体是Th2免疫反应的重要标志。同时,通过组织病理学分析,评估了肺部炎症和黏液分泌情况。这些指标共同构成了一个全面的评估体系,能够准确反映人参皂苷Rg1对哮喘的干预效果。

实验结果显示,同时暴露于Dp和DEP的小鼠表现出显著的气道高反应性和嗜酸性粒细胞浸润。这些症状的出现表明,环境因素的共同作用会加剧哮喘的病理过程。然而,当给予人参皂苷Rg1治疗后,这些症状得到了显著缓解。具体而言,人参皂苷Rg1显著降低了AHR水平,减少了BALF中的炎症细胞数量,特别是嗜酸性粒细胞的水平,同时降低了Dp特异性IgG1和IgE的浓度。此外,肺部组织的病理学分析也显示,人参皂苷Rg1能够减轻气道炎症和黏液分泌,进一步验证了其治疗潜力。

为了深入了解人参皂苷Rg1的作用机制,研究人员还分析了肺部中Th2/Th17细胞和ILC2/ILC3细胞的频率变化。Th2和Th17细胞是适应性免疫反应中的重要组成部分,它们在哮喘的发病机制中起着关键作用。ILC2和ILC3则是固有免疫系统中的关键细胞,能够分泌多种促炎因子,如IL-13和IL-17,从而影响气道炎症的发展。实验结果表明,人参皂苷Rg1能够显著减少这些细胞的频率,进一步支持其对哮喘免疫反应的调节作用。

此外,研究人员还通过检测肺组织中的内源性细胞因子水平,探讨了人参皂苷Rg1的作用机制。他们发现,同时暴露于Dp和DEP的小鼠肺组织中,IL-33和IL-1β的水平显著升高。IL-33是一种重要的促炎因子,能够激活ILC2和ILC3,促进哮喘相关的炎症反应。而IL-1β则与Th17细胞的分化和活化密切相关。人参皂苷Rg1的治疗显著降低了这两种细胞因子的水平,表明其可能通过抑制这些关键信号分子的表达,从而减轻哮喘症状。

为了进一步验证这一假设,研究人员在体外使用了MLE-12细胞(一种小鼠肺上皮细胞系)与ILC2的共培养系统。这种共培养模型能够模拟体内上皮细胞与固有免疫细胞之间的相互作用。实验结果显示,当MLE-12细胞同时暴露于Dp和DEP时,IL-33和磷酸化STAT6(p-STAT6)的表达显著增加。然而,当给予人参皂苷Rg1处理后,这种增加被明显抑制。同时,人参皂苷Rg1的治疗还减少了ILC2和ILC3分泌的IL-13和IL-5的水平,进一步表明其可能通过抑制IL-33/p-STAT6信号通路来发挥抗炎作用。

值得注意的是,人参皂苷Rg1对IL-33和p-STAT6的抑制作用与STAT6抑制剂AS1517499的效果相似。这表明,人参皂苷Rg1可能通过靶向STAT6这一关键信号分子,影响IL-33的表达和功能。此外,研究人员还评估了其他信号通路,如p38 MAPK和mTOR,发现人参皂苷Rg1对这些通路的影响并不显著。这提示,人参皂苷Rg1的主要作用可能集中在IL-33/p-STAT6信号轴上,而非其他相关通路。

尽管本研究取得了重要的进展,但仍有几个局限性需要指出。首先,研究仅关注了人参皂苷Rg1,而其他人参皂苷如Rb1和Rh1可能也具有类似的免疫调节作用。因此,未来的研究可以扩展到多种人参皂苷的比较,以全面评估其治疗潜力。其次,本研究虽然检测了细胞因子水平和细胞频率,但并未进行功能实验,如ILC的转移或细胞耗竭实验,以直接验证这些细胞在人参皂苷Rg1治疗中的作用。最后,由于实验中使用的是MLE-12细胞这一细胞系,而不是来自人类的原代上皮细胞,因此这些结果可能无法完全推广到人类疾病。未来的研究应结合临床样本和人体实验,以验证这些发现的临床相关性。

总体而言,本研究揭示了人参皂苷Rg1在调节由Dp和DEP共同诱发的哮喘中的重要作用。通过抑制IL-33/p-STAT6信号通路,人参皂苷Rg1能够有效减轻气道炎症和气道高反应性,这为哮喘的治疗提供了新的思路。然而,进一步的研究仍需在不同模型和临床环境中进行,以全面评估其治疗效果和作用机制。这些研究不仅有助于深入理解哮喘的发病机制,还可能为开发新型的抗炎药物提供理论依据和实验基础。
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