桃红四物汤通过抑制STAT1/NLRP3/GSDMD通路介导的NETs(中性粒细胞外陷阱)形成,从而减轻脑缺血-再灌注损伤
《International Immunopharmacology》:Taohong Siwu decoction alleviates cerebral ischemia-reperfusion injury by inhibiting the formation of NETs through STAT1/NLRP3/GSDMD pathway
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时间:2025年11月21日
来源:International Immunopharmacology 4.7
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缺血性中风(IS)的神经保护机制及天麻钩藤饮(THSWD)抑制NETs形成的分子通路研究,通过网络药理学预测264个共同靶点,重点验证THSWD减少脑梗死体积、改善神经功能、抑制炎症因子(TNF-α、IL-6等)及NETs标志物(MPO、CitH3),发现其通过STAT1/NLRP3/GSDMD信号通路抑制NETs形成,同时修复血脑屏障和脑微血管损伤。
本研究围绕“桃红四物汤”(THSWD)在缺血性中风(IS)治疗中的保护作用及其分子机制展开,特别关注其对中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)形成的影响。通过结合网络药理学、转录组学以及体内外实验验证,研究揭示了THSWD如何通过调节特定的信号通路来减轻中风后的神经炎症反应和微血管损伤,为传统中药在现代医学中的应用提供了新的视角和理论支持。
缺血性中风是全球范围内重要的公共卫生问题,它不仅导致大量患者残疾,还给社会带来了沉重的经济负担。随着人口老龄化的加剧,这一疾病的发病率持续上升,而目前有效的治疗手段仍有限。在中风发生后,恢复血流的再灌注过程会引发一系列复杂的病理反应,包括氧化应激、炎症反应以及细胞死亡等,这些反应共同构成了缺血再灌注损伤(CIRI)。近年来,研究发现中性粒细胞在这一过程中扮演了关键角色,特别是它们通过形成NETs这一机制,进一步加剧了脑组织的损伤。NETs是由中性粒细胞释放的DNA、组蛋白和颗粒蛋白组成的网状结构,能够捕捉并杀死病原体,但在中风等病理条件下,NETs的异常积累会导致炎症因子的释放,从而加重神经损伤。
THSWD作为传统中药的经典方剂,其组成包括桃仁、红花、熟地黄、当归、白芍和川芎,按照3:2:4:3:3:2的比例配伍。该方剂在中医理论中主要用于活血化瘀、改善血液循环,尤其适用于血瘀型中风的治疗。近年来,随着对THSWD药理作用的深入研究,其在缺血性中风中的神经保护作用逐渐受到关注。研究表明,THSWD可以通过调节炎症通路,如抑制NLRP3炎症小体的激活,从而减轻神经炎症反应和细胞损伤。然而,其具体的免疫调控机制和对NETs形成的直接影响尚未完全明确。
本研究通过现代科学技术手段,首次系统地探讨了THSWD对NETs形成的影响及其潜在的分子机制。研究采用网络药理学方法,预测了THSWD与IS相关靶基因之间的相互作用,并识别出264个重叠的靶点。这些靶点主要涉及中性粒细胞介导的免疫反应和NETs的形成过程。进一步的实验验证显示,THSWD在体内的作用效果显著,能够有效减少脑梗死体积,改善神经功能障碍,并通过修复血管完整性(如ZO-1和Occludin蛋白的表达)和增强血流动力学恢复来保护血脑屏障(BBB)。此外,THSWD还能显著下调促炎细胞因子(如TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-2、IL-5、IL-18和TNF-β)的表达,同时抑制中性粒细胞的浸润和NETs相关标志物(如髓过氧化物酶MPO和瓜氨酸化组蛋白H3 CitH3)的释放。
在体外实验中,研究者使用从接受THSWD治疗的实验动物中提取的血清,观察其对PMA诱导的中性粒细胞NETosis的影响。结果表明,THSWD含血清能够有效抑制PMA引起的NETs形成,主要通过减少细胞外DNA的释放和活性氧(ROS)的产生。这一发现不仅验证了THSWD在体外对NETs的抑制作用,也为其在体内可能的抗炎效果提供了分子层面的解释。
为了更深入地理解THSWD如何调控NETs的形成,研究团队进行了转录组测序(RNA-seq)分析。通过对外周血中性粒细胞的基因表达谱进行研究,发现THSWD治疗后,有326个基因在MCAO/R损伤条件下发生了显著变化,其中部分基因的表达被THSWD所调控。进一步的KEGG通路富集分析显示,NOD样受体信号通路在THSWD的调控中具有重要作用。通过生物信息学分析,研究者识别出STAT1作为该通路中的核心枢纽基因,并通过后续的机制验证确认了THSWD对STAT1/NLRP3/GSDMD信号轴的抑制作用。这一发现为THSWD的抗炎和神经保护作用提供了新的理论依据,同时也揭示了其可能的免疫调节机制。
研究还发现,THSWD的多种有效成分可能共同作用,通过不同的分子机制实现对NETs形成的抑制。例如,某些成分可能通过影响中性粒细胞的活化状态,减少其释放DNA和组蛋白的能力;而另一些成分则可能通过调节信号通路中的关键分子,如STAT1、NLRP3和GSDMD,从而阻断NETs的形成过程。这些发现不仅有助于阐明THSWD的药理作用,也为开发基于传统中药的新型抗炎药物提供了潜在的方向。
此外,本研究的实验设计具有较高的科学性和严谨性。通过建立MCAO/R模型,研究者能够模拟中风后血管恢复的过程,并观察THSWD在这一过程中的作用效果。同时,体外实验进一步验证了THSWD对NETs形成的直接抑制作用,确保了研究结果的可重复性和可靠性。研究团队还采用了先进的分析技术,如UPLC-HRMS,用于鉴定THSWD含血清中的原型成分,从而明确了其药效物质基础。
从临床角度来看,THSWD作为一种传统中药方剂,其治疗效果已在多项研究中得到验证。然而,其具体的有效成分和作用机制仍需进一步明确。本研究通过系统地分析THSWD含血清中的成分,并结合网络药理学和转录组学方法,揭示了其在调节NETs形成中的关键作用。这一成果不仅为THSWD的临床应用提供了更深入的理论支持,也为传统中药的现代化研究提供了新的思路和方法。
综上所述,本研究首次系统地阐明了THSWD在缺血性中风治疗中的作用机制,特别是在抑制NETs形成方面的作用。通过多学科交叉的研究方法,研究团队不仅发现了THSWD对炎症因子释放的抑制作用,还揭示了其通过调节STAT1/NLRP3/GSDMD信号通路来减少NETs形成的分子机制。这些发现为传统中药在现代医学中的应用提供了重要的科学依据,并为开发新型抗炎药物和治疗策略奠定了基础。未来,随着对THSWD作用机制的进一步研究,有望将其转化为更加精准和有效的治疗方案,从而改善缺血性中风患者的预后和生活质量。
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