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放疗会损伤骨髓中的造血干细胞（HSC），导致造血功能受损。为解决此问题，研究人员开展了黄芪甲苷 IV（AS-IV）对 HSC 作用的研究。结果发现 AS-IV 可通过激活 AMPK/PGC1α 信号通路，增强 HSC 线粒体功能，加速造血重建，为相关治疗提供新方向。
放疗在对抗癌症时，却像一把双刃剑，在杀死癌细胞的同时，无情地伤害了骨髓中的造血干细胞（HSC），使得造血功能受损。这一问题严重限制了放疗的效果，当前针对放疗后骨髓损伤的治疗手段，如使用集落刺激因子、重组蛋白和输血等，主要作用于分化的造血祖细胞，长期使用不仅会耗尽造血干细胞和祖细胞，还可能引发耐药性，治疗效果大打折扣。所以，寻找一种既能促进造血恢复，又能保护 HSC 自我更新能力的疗法迫在眉睫。
西南医科大学的研究人员为此展开了深入研究，旨在探究黄芪甲苷 IV（AS-IV）对 HSC 的影响。他们的研究成果发表在《Chinese Medicine》上，为解决放疗后造血功能受损的难题带来了新希望。
研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，选用 K562 细胞和小鼠骨髓有核细胞（BMNCs）进行体外研究；在动物实验中，构建 4.0 Gy 全身照射小鼠模型 。通过转录组测序、代谢组学分析、流式细胞术、Western blot 等技术，从不同层面深入剖析 AS-IV 的作用机制。
下面来看具体的研究结果：
- AS-IV 增强 K562 细胞线粒体功能和增殖能力：通过 CCK-8 实验发现，5 μM 和 10 μM 的 AS-IV 可提高 K562 细胞活力，促进细胞增殖。JC-1 染色、Mito-Tracker Green 检测和 ATP 测定表明，AS-IV 能增加线粒体膜电位、线粒体质量和 ATP 生成。Western blot 分析显示，AS-IV 激活了 AMPK/PGC1α 信号通路，qRT-PCR 结果也证实其上调了线粒体生物发生和氧化磷酸化相关基因的表达 。
- AS-IV 促进 HSC 线粒体功能和增殖：对 BMNCs 的研究发现，AS-IV 能促进其增殖，增加 CFU-E、BFU-E 和 CFU-GM 集落数量。同时，AS-IV 提高了 BMNCs 中线粒体膜电位、线粒体质量和 ATP 生成，还增加了 c-kit+ HSC 的比例及其线粒体膜电位 。
- AS-IV 促进辐照小鼠造血恢复：在辐照小鼠模型中，AS-IV 治疗后，外周血中白细胞、红细胞和血红蛋白水平显著改善，表明其有效促进了造血功能的恢复 。
- AS-IV 增强辐射损伤后 HSC 线粒体功能并促进其增殖：流式细胞术分析表明，AS-IV 增加了骨髓和脾脏中 LSK HSC 和 CLPs 的比例，促进了脾 HSC 的增殖。进一步研究发现，AS-IV 提高了 c-kit+ HSC 的线粒体膜电位和 ATP 生成，代谢组学分析显示其增强了骨髓和脾脏细胞的线粒体能量代谢水平 。
- AS-IV 上调与造血谱系和线粒体功能相关的基因表达：RNA-seq 分析发现，AS-IV 处理后有 438 个差异表达基因（DEGs），其中 262 个上调，176 个下调。CellRadar 分析表明，AS-IV 上调了与多种造血干细胞和祖细胞特征相关的基因。GO 和 KEGG 分析显示，DEGs 参与了与 HSC 增殖相关的过程，并显著调节造血细胞谱系和 AMPK 信号通路。Western blot 分析证实 AS-IV 通过 AMPK/PGC1α 通路增强线粒体能量代谢 。
- AS-IV 通过 AMPK/PGC1α 信号通路促进 HSC 增殖：分子对接实验表明 AS-IV 与 AMPKα 有显著亲和力，DARTS 和 CETSA 分析进一步验证了它们之间的相互作用。使用化合物 C 抑制 AMPK 活性或进行 AMPKK45R突变后，AS-IV 促进细胞增殖、增强线粒体膜电位和提高 ATP 水平的作用被抑制，证实了 AS-IV 通过 AMPK/PGC1α 信号通路发挥作用 。
综合研究结果和讨论部分，研究证实了 AS-IV 可通过激活 AMPK/PGC1α 信号通路，增强 HSC 线粒体功能，促进其增殖，从而加速辐射损伤后的造血重建。这一发现为放疗后造血功能受损的治疗提供了新的潜在药物和作用机制，有望解决现有治疗手段的局限性，为癌症患者在放疗后的恢复带来新的曙光，推动了传统中药在现代医学领域的应用和发展。
