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为解决急性肺损伤(ALI)治疗手段有限且影响患者生活质量的问题,研究人员开展了藏药唐古特乌头(ATS)对 ALI 预防作用及机制的研究。结果显示,ATS 可减轻小鼠肺损伤,抑制炎症和细胞凋亡。这为 ALI 的临床治疗提供了新方向。
在新冠疫情的大背景下,新冠重症患者常出现急性肺损伤(ALI),这是一种十分棘手的病症。ALI 会导致支气管上皮和毛细血管细胞破裂,引发肺水肿和肺纤维化,进而造成严重的呼吸功能不全,患者的死亡率高达 50%。当前针对 ALI 的治疗手段,如负性液体调节、机械通气、使用糖皮质激素等,都会对患者的生活质量产生较大影响 。因此,寻找一种更有效的治疗 ALI 的方法迫在眉睫。
中南民族大学药学院等机构的研究人员开展了关于藏药唐古特乌头(Aconitum tanguticum (Maxim.) Stapf,ATS)对急性肺损伤预防作用及机制的研究。该研究成果发表在《Chinese Medicine》上,为 ALI 的治疗带来了新的曙光。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过液相色谱 - 串联质谱(LC-MS/MS)对 ATS 的成分进行鉴定。然后,采用细胞实验和动物实验,使用脂多糖(LPS)诱导肺泡上皮细胞 A549 和 C57BL/6 小鼠构建 ALI 模型。在实验过程中,运用实时荧光定量 PCR(qRT-PCR)检测相关基因的 mRNA 表达水平,利用蛋白质免疫印迹法(Western blot)分析蛋白表达情况 。
研究结果如下:
- ATS 抑制 LPS 诱导的 A549 细胞损伤和细胞内 ROS 释放:通过实时无标记细胞分析仪和 MTT 法检测发现,LPS 在 100μg/mL 时对 A549 细胞活力抑制最显著,是最佳建模浓度;ATS 在低于 50μg/mL 时无明显毒性,且能减轻 LPS 对 A549 细胞的损伤。同时,ATS 预处理可抑制 LPS 诱导的 A549 细胞内活性氧(ROS)水平升高。
- ATS 抑制 LPS 诱导的炎症因子和 EMT 相关因子 mRNA 表达:LPS 诱导 A549 细胞炎症损伤后,细胞内 NF-κB p65、TNF-α、IL-1β 和 IL-8 的 mRNA 水平显著上调,而 ATS 预处理能以剂量依赖的方式显著降低这些炎症因子的表达。此外,持续炎症刺激会诱导 A549 细胞发生上皮 - 间质转化(EMT),使 E-cadherin mRNA 水平降低,α- 平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和黏蛋白(MUC5AC)mRNA 水平升高,ATS 干预可逆转这一现象。
- ATS 对 LPS 诱导的 ALI 小鼠病理形态的影响:对小鼠肺组织进行 H&E 染色等检测发现,模型组小鼠肺组织出现炎症细胞浸润、肺泡充血、肺泡腔塌陷等病理变化,而 ATS 低、高剂量组的肺组织病理情况得到不同程度缓解,能改善肺水肿,降低组织铁离子含量和髓过氧化物酶(MPO)活性,同时增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽(GSH)的活性,增强机体对氧化应激的耐受性。
- ATS 对 LPS 诱导的 ALI 小鼠肺组织细胞凋亡和 ROS 生成的影响:TUNEL 染色和 DHE 荧光探针检测结果显示,模型组小鼠肺组织细胞凋亡明显增加,氧自由基增多,而 ATS 干预后,细胞凋亡数量显著减少,氧自由基水平降低。
- ATS 对 LPS 诱导的 ALI 小鼠肺组织中 Keap1/Nrf2/GPX4/HO-1 蛋白表达和炎症因子的调节作用:Western blot 分析表明,模型组小鼠肺组织中 Keap1 蛋白表达增加,GPX4 蛋白表达降低;ATS 干预后,Keap1 蛋白表达下调,Nrf2、HO-1 和 GPX4 蛋白表达上调,说明 ATS 通过调节 Keap1/Nrf2/HO-1 通路减轻 LPS 诱导的 ALI。
研究结论和讨论部分指出,ATS 对肺泡细胞损伤的预防作用可能与抗炎、抑制氧化应激有关。它通过促进 Keap1/Nrf2/HO-1 通路,调节 EMT 因子释放,抑制 LPS 诱导的肺细胞铁死亡。这一研究结果为进一步将 ATS 应用于 ALI 的临床治疗提供了理论依据,有助于开发出更有效的治疗方案,改善 ALI 患者的预后,提高患者的生活质量。