基于鱼腥草素钠通过 TNF-α/JAK-STAT 信号通路改善 NiO-NPs 诱导大鼠肺损伤的研究

【字体: 时间:2025年05月15日 来源:Ecotoxicology and Environmental Safety 6.2

编辑推荐:

  镍氧化物纳米材料(NiO-NPs)易引发肺部炎症等疾病,却无特效治疗药物。研究人员构建 NiO-NPs 致肺损伤模型,探究鱼腥草素钠(SH)不同剂型疗效,发现 SH 通过抑制 TNF-α 及 JAK-STAT 通路缓解损伤,其中 SH 纳米乳疗效最佳,为相关治疗提供新策略。

  
在科技飞速发展的当下,纳米材料的应用日益广泛,然而其潜在的健康风险也逐渐浮出水面。镍氧化物纳米材料(NiO-NPs)作为工程纳米材料(ENMs)的一种,凭借独特的物理化学性质在工业领域大展拳脚,却也因纳米级尺寸、高表面积等特性,在吸入后极易靶向肺部,引发一系列肺部炎症反应,如肺泡充血、炎症细胞浸润等,甚至可能进一步导致肺纤维化和肿瘤发生。但令人遗憾的是,目前临床上对于 NiO-NPs 诱导的肺炎尚无特效治疗药物,开发安全有效的治疗手段迫在眉睫。

为了攻克这一难题,山东省中医药研究院的研究人员开展了相关研究。他们以大鼠 Ⅱ 型肺泡上皮细胞(ACE-Ⅱ)和 Wistar 大鼠为模型,构建了 NiO-NPs 诱导的细胞损伤和肺损伤模型,并制备了鱼腥草素钠(SH)纳米乳,通过对比鱼腥草水煎剂、SH 片剂和 SH 纳米乳三种不同给药途径的疗效,深入探究 SH 在治疗 NiO-NPs 诱导肺损伤中的作用机制。研究发现,SH 能够通过抑制 TNF-α/JAK-STAT 信号通路,显著减轻 NiO-NPs 诱导的肺部炎症和细胞损伤,且 SH 纳米乳因良好的流动性和均匀分散性,展现出最为显著的治疗效果。该研究成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》,为 NiO-NPs 诱导的肺损伤治疗提供了新的思路和策略。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:

  • 细胞模型与动物模型构建:利用 ACE-Ⅱ 细胞建立 NiO-NPs 诱导的细胞损伤模型,通过非暴露气管滴注技术在 Wistar 大鼠中构建肺损伤模型。
  • 纳米乳制备与表征:制备 SH 纳米乳,对其形态、粒径、多分散指数(PI)、zeta 电位及 SH 含量进行评估。
  • 炎症因子检测:采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测细胞上清液和大鼠血浆中 TNF-α、IL-1β、IgE、IgG、IL-6 等炎症因子水平。
  • 分子机制研究:运用转录组分析筛选差异表达基因,结合逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和蛋白质免疫印迹法(Western blotting)验证关键基因和蛋白(如 TNF-α、JAK、STAT)的表达。

3.1 体外保护作用


  • 浓度优化:通过 CCK-8 法确定 NiO-NPs 诱导细胞损伤的最佳浓度为 400 μg/mL,SH 的安全剂量为 10 μg/mL。
  • 炎症因子检测:ELISA 结果显示,SH 能显著降低 NiO-NPs 诱导的 ACE-Ⅱ 细胞中 IgE、IgG、IL-1β、IL-6 等炎症因子水平,且对高浓度 NiO-NPs(400 μg/mL)诱导的炎症抑制效果更显著。

3.2 纳米乳特性分析


SH 纳米乳呈均匀乳白色,流动性良好,粒径在 168.2-204.9 nm 之间,PI 值低,zeta 电位稳定,表明其分散均匀、稳定性好。高效液相色谱分析显示,SH 纳米乳线性关系良好,回收率高,含量稳定。

3.3 体内保护作用


  • 病理分析:H&E 染色显示,SH 纳米乳组大鼠肺组织损伤明显减轻,肺泡结构趋于正常,炎症细胞浸润和出血情况显著改善,McGuigan 病理评分显著降低。
  • 炎症因子检测:ELISA 结果表明,SH 纳米乳能显著降低大鼠血浆中 TNF-α、IL-1β、IgG、IL-6 等炎症因子水平,其抗炎症效果与阳性对照药物地塞米松相当。

3.4 作用机制研究


  • 转录组分析:筛选出 Egfem1、Ush2a、Gfap 等差异表达基因,KEGG 富集分析显示 Gfap 参与 JAK-STAT 信号通路,提示 SH 可能通过调节该通路发挥作用。
  • 分子验证:RT-PCR 和 Western blotting 结果显示,SH 能显著降低 NiO-NPs 诱导的 ACE-Ⅱ 细胞和大鼠肺组织中 TNF-α、JAK1、STAT3 及磷酸化 STAT3(p-STAT3)的 mRNA 和蛋白表达水平,证实 SH 通过抑制 TNF-α/JAK-STAT 信号通路减轻炎症反应。

结论与讨论


本研究证实,鱼腥草素钠(SH)通过抑制 TNF-α/JAK-STAT 信号通路,有效减轻 NiO-NPs 诱导的大鼠肺损伤,其纳米乳剂型因增强药物溶解度和靶向性,疗效更为显著。该研究不仅揭示了 SH 治疗纳米材料相关炎症疾病的潜在机制,也为传统中药活性成分的开发和纳米药物递送系统的应用提供了科学依据。未来,进一步深入研究 SH 的作用靶点和长期安全性,有望为临床治疗 NiO-NPs 等纳米材料诱导的肺部疾病开辟新路径,推动天然药物与纳米技术在炎症性疾病治疗中的应用发展。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号