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Jinshui Huanxian方有效成分组合通过激活Nrf2/PINK1-PARK2通路增强线粒体自噬抑制肺纤维化的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月09日 来源:Scientific Reports 3.8
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本研究针对特发性肺纤维化(IPF)缺乏有效治疗手段的临床难题,由河南中医药大学团队通过建立BLM诱导的大鼠PF模型和TGF-β1刺激的HFL1细胞模型,首次揭示传统中药Jinshui Huanxian方有效成分组合(ECC-JHF)通过激活Nrf2信号通路增强PINK1/PARK2介导的线粒体自噬,显著抑制成纤维细胞活化及胶原沉积。该研究为PF治疗提供了新型靶向策略,并为中药现代化研究提供了范例。
肺纤维化(PF)被称为"肺部疤痕",是一种致死率极高的间质性肺疾病,患者确诊后平均生存期仅3-5年。尽管FDA批准的吡非尼酮(PFD)和尼达尼布能延缓肺功能下降,但无法逆转已形成的肺部结构损伤,且伴随明显副作用。更棘手的是,成纤维细胞的异常活化被认为是推动PF发展的"罪魁祸首"——这些细胞在损伤微环境中会转化为顽固的肌成纤维细胞,像失控的"胶原工厂"般大量分泌细胞外基质(ECM),最终导致肺部逐渐"石化"。近年研究发现,线粒体功能障碍和氧化应激(OS)是促成这一恶性循环的关键因素,而核因子E2相关因子2(Nrf2)和PTEN诱导激酶1(PINK1)/帕金森病蛋白2(PARK2)介导的线粒体自噬通路,可能是阻止成纤维细胞恶变的"刹车系统"。
面对这一医学难题,河南中医药大学呼吸疾病中医药防治河南省重点实验室的李建生教授团队,将目光投向了临床显示疗效但机制不明的传统复方Jinshui Huanxian方(JHF)。该团队创新性地从JHF中筛选出五种活性成分(淫羊藿苷、异甘草素、川陈皮素、贝母碱甲和芍药苷),按最佳配比组成有效成分组合(ECC-JHF),在保证质量可控性的同时,系统探究了其对PF的治疗机制。
研究采用的技术路线包括:通过气管内滴注博来霉素(BLM)建立SD大鼠PF模型,设置不同剂量ECC-JHF干预组与阳性药PFD对照组;采用苏木精-伊红(HE)和Masson染色评估肺组织病理变化;通过检测总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性和丙二醛(MDA)含量评估氧化应激水平;运用免疫组化、Western blotting和透射电镜(TEM)分析线粒体自噬相关蛋白表达及超微结构;建立转化生长因子-β1(TGF-β1)诱导的人胚肺成纤维细胞(HFL1)活化模型,结合Nrf2 siRNA转染和抑制剂干预实验验证关键通路机制。
研究结果部分显示:在BLM诱导的PF大鼠中,中等剂量ECC-JHF(4.72 mg/kg/d)显著改善肺泡结构破坏和胶原沉积,降低Szapiel和Ashcroft评分,效果与PFD相当。机制上,ECC-JHF通过上调Nrf2及其下游靶蛋白血红素加氧酶1(HO-1)和NAD(P)H醌氧化还原酶1(NQO1),有效逆转BLM引起的T-SOD活性下降和MDA升高,证实其抗氧化应激作用。透射电镜观察到ECC-JHF处理组线粒体肿胀和嵴断裂明显改善,同时免疫组化显示PINK1、PARK2和微管相关蛋白1轻链3B(LC3B)表达上调而P62下降,表明线粒体自噬功能恢复。
在细胞实验中,ECC-JHF(30.63-61.25 μg/mL)剂量依赖性地抑制TGF-β1诱导的HFL1细胞中纤维连接蛋白(FN)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和I型胶原(COL1)表达。共聚焦显微镜观察到TOM20(线粒体外膜标记)与LC3共定位增加,Western blotting证实PINK1/PARK2通路激活和LC3-II/LC3-I转化率提高。当使用Nrf2 siRNA或抑制剂布鲁萨妥(brusatol)阻断Nrf2信号时,ECC-JHF对成纤维细胞活化的抑制作用及其促线粒体自噬效应均被显著削弱,确证Nrf2是该复方发挥作用的关键上游靶点。
讨论部分指出,该研究首次阐明ECC-JHF通过"Nrf2-PINK1/PARK2"轴发挥抗PF作用的三重机制:一是激活Nrf2依赖的抗氧化防御系统,减轻氧化损伤;二是增强线粒体质量控制,清除功能异常线粒体;三是阻断成纤维细胞-肌成纤维细胞转化(FMD)进程。这种多靶点协同作用模式,既克服了现有单靶点抗纤维化药物的局限性,又为中药复方的现代化研究提供了范式。值得注意的是,中等剂量ECC-JHF显示出最佳治疗效果,而高剂量效果反降,提示存在"量效关系拐点",这一发现对临床用药剂量选择具有重要指导价值。
该研究的创新价值在于:从传统中药中发掘出具有明确分子靶点的活性成分组合;揭示Nrf2与线粒体自噬的交叉对话在PF治疗中的核心地位;为开发兼具抗氧化和促线粒体自噬的双功能抗纤维化药物奠定基础。未来研究可进一步优化ECC-JHF的组分比例,探索其与现有抗纤维化药物的联合应用策略,推动其向临床转化。论文发表于《Scientific Reports》期刊,为中医药治疗难治性纤维化疾病提供了高质量的机制研究证据。
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