高通量多参数活细胞与免疫荧光分析揭示紫苏与黄芪毛状根提取物对人肝星状细胞的抗纤维化生物活性

本研究针对肝纤维化治疗药物匮乏的现状，通过建立基于人肝星状细胞(ahHSCs)的高通量筛选平台，系统评估了紫苏(O. basilicum)和黄芪(A. membranaceus)毛状根培养物的压榨提取物与甲醇提取物的抗纤维化活性。研究发现两种植物提取物能选择性抑制I型胶原和纤连蛋白沉积，并通过实时活细胞成像证实其通过诱导凋亡(Caspase-3/7依赖/非依赖途径)抑制ahHSCs增殖，且对原代人肝细胞无毒性。该研究为开发新型抗肝纤维化药物提供了重要候选资源，同时建立了整合可持续提取方法与多参数检测的创新筛选体系。

　　

肝脏作为人体最大的代谢器官，其纤维化病变正成为全球健康重大威胁。酒精滥用、不良饮食和病毒感染等因素导致的肝纤维化，其特征是肝星状细胞(HSCs)异常活化并过度沉积细胞外基质(ECM)蛋白，最终发展为致命的肝硬化。尽管现有药物如尼达尼布(Nintedanib)和水飞蓟素(Silymarin)显示出一定疗效，但靶向性不足和毒副作用等问题亟待解决。植物来源的天然化合物因其多靶点作用特点备受关注，但传统提取方法效率低下且成分不稳定，严重制约其临床应用。

针对这一系列挑战，研究人员在《Current Plant Biology》发表的研究中，创新性地将植物毛状根培养技术与高通量药物筛选平台相结合。研究团队首先通过农杆菌介导的遗传转化，建立了紫苏(Ocimum basilicum)和黄芪(Astragalus membranaceus)的毛状根培养体系。这种培养方式不仅实现了植物生物量的快速扩增，还能在可控条件下稳定生产次生代谢产物。为评估抗纤维化活性，研究人员开发了整合多参数检测的创新平台：采用胶原I包被的培养板维持人肝星状细胞(ahHSCs)的活化状态，通过去细胞化技术固定ECM后，利用高内涵成像系统定量I型胶原和纤连蛋白沉积；同时结合实时活细胞成像监测细胞增殖、凋亡等动态过程。

在基质沉积特征分析中，研究发现ahHSCs在胶原I包被板上培养6天后达到ECM沉积峰值，其中α-SMA阳性细胞比例显著高于Matrigel组，证实该体系能更好模拟纤维化微环境。阳性对照药物尼达尼布(0.95-0.97 μM IC₅₀)和水飞蓟素(12.5-25 μM)分别通过抑制增殖和诱导Caspase-3/7依赖性凋亡减少ECM沉积，验证了平台的可靠性。

紫苏毛状根压榨提取物(OBHRC)展现出独特的剂量依赖性差异调节：对I型胶原的抑制活性(IC₅₀ 7.62-8.31 mg/mL)显著强于纤连蛋白(IC₅₀ 34.78-37.74 mg/mL)，这种选择性在植物提取物中较为罕见。活细胞追踪显示，有效浓度下细胞保持梭形形态但增殖受阻，高浓度时通过非Caspase-3/7途径诱导凋亡。值得注意的是，甲醇提取物虽然活性更强(IC₅₀ 3.12-4.49 mg/mL)，但对原代肝细胞有潜在毒性，突显压榨法的安全性优势。

黄芪毛状根提取物(AMHRC)则呈现不同的作用模式：压榨和甲醇提取物均通过Caspase-3/7依赖性凋亡发挥作用，且25 mg/mL浓度下对肝细胞完全无毒。有趣的是，尼达尼布处理虽减少ECM沉积，却意外增加α-SMA阳性细胞比例，这种表面矛盾的现象提示其可能通过阻滞细胞周期而非逆转活化状态发挥作用。

该研究的突破性在于：首次系统比较了可持续压榨提取与传统溶剂提取的效率差异，证实无溶剂方法不仅能保留生物活性，还显著降低细胞毒性；建立的高通量多参数平台实现从静态ECM定量到动态细胞行为监测的全方位评估；发现紫苏提取物对I型胶原和纤连蛋白的差异化调控，为开发特异性抗纤维化药物提供新思路。研究结果对推动植物药现代化具有重要意义：毛状根培养解决药材批次差异问题，而整合筛选策略为解析复杂植物提取物的作用机制提供范例。这些发现为开发兼具高效性和安全性的抗肝纤维化疗法开辟了新途径，特别是紫苏压榨提取物因其显著的选择性和低毒性，有望成为后续药物开发的优先候选。