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为探究姜黄素（CUR）对 LPS 诱导的 WI-38 细胞炎症损伤的作用，研究人员通过 CCK8、EdU、流式细胞术等检测细胞功能，结合网络药理学和分子对接。发现 CUR 可下调 PTGS2，缓解损伤，为婴儿肺炎治疗提供新方向。
婴儿肺炎作为婴幼儿常见的感染性疾病，严重威胁着儿童的健康，可引发心力衰竭等严重并发症，导致发病率和死亡率显著上升。目前，婴幼儿肺炎的治疗多以抗病毒和抗菌为主，但随着抗生素的大量使用，病原菌耐药性增加，使得疾病难以治愈。因此，寻找更有效的治疗靶点和药物成为迫切需求。脂多糖（LPS）可诱导炎症反应，常被用于构建体外婴儿肺炎模型。姜黄素（CUR）是姜黄等植物中提取的天然多酚，具有抗炎、抗氧化和抗癌等多种特性，有望成为治疗人类多种疾病的药物。在此背景下，武汉科技大学普仁医院的研究人员开展了相关研究，探究 CUR 对 LPS 处理的 WI-38 细胞的影响，该研究成果发表在《Hereditas》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过细胞计数试剂盒 - 8（CCK8）法、5 - 乙炔基 - 2’- 脱氧尿苷（EdU）实验和流式细胞术评估细胞活力、增殖和凋亡；利用酶联免疫吸附测定（ELISA）试剂盒检测白细胞介素（IL）-6、IL-1β、肿瘤坏死因子 α（TNF-α）、丙二醛（MDA）和超氧化物歧化酶（SOD）水平，以检测炎症和氧化应激；运用网络药理学和分子对接预测 CUR 在婴儿肺炎中的关键靶点和潜在治疗机制；通过蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）分析预测关键靶基因，并利用基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析展示生物功能，同时通过体外实验验证预测结果。
CUR 抑制 LPS 刺激的 WI-38 细胞炎症损伤
研究发现，LPS 会抑制 WI-38 细胞的活力、增殖和 SOD 水平，并促进细胞凋亡以及 IL-6、IL-1β、TNF-α 和 MDA 水平的升高。而 CUR 能消除 LPS 对 WI-38 细胞生物学功能的调控作用，随着 CUR 浓度的增加，其对 LPS 诱导的细胞活力抑制、增殖抑制和凋亡促进的缓解作用增强，最终选择 7.5μM 的 CUR 用于后续实验。此外，CUR 还能抑制 LPS 诱导的炎症因子产生和 MDA 水平升高，逆转 LPS 对 SOD 活性的抑制作用。
CUR 通过广泛的药理调节保护婴儿肺炎
通过网络药理学分析，从 CUR 和婴儿肺炎的潜在靶基因中筛选出 16 个枢纽基因。PPI 网络分析显示，增强型绿色荧光蛋白（EGFP）、v-akt 鼠胸腺瘤病毒癌基因同源物 1（AKT1）、前列腺素内过氧化物合酶（PTGS2）、信号转导和转录激活因子 3（STAT3）、基质金属蛋白酶 9（MMP9）和肿瘤坏死因子（TNF）可能是 CUR 在婴儿肺炎中的关键靶基因。GO 分析表明，这些枢纽基因在生物过程中涉及平滑肌和细胞增殖的正调控、肽基丝氨酸磷酸化的正调控、内肽酶活性的调控和肽酶活性的调控等；在细胞成分中涉及膜筏、膜微结构域、细胞器外膜和外膜等；在分子功能中涉及蛋白磷酸酶结合、磷酸酶结合、MAP 激酶激酶激酶活性和蛋白酪氨酸激酶活性等。KEGG 富集分析显示，枢纽基因在表皮生长因子受体（EGFR）酪氨酸激酶抑制剂耐药、乙型肝炎、急性髓系白血病和癌症中的蛋白聚糖等通路中显著富集。
CUR 的潜在靶点是 PTGS2
由于 PTGS2/COX2-PGE2 信号轴在炎症过程中的表达和激活被广泛认为是炎症的驱动因素，因此选择 PTGS2 作为研究对象。实验表明，LPS 可促进 PTGS2 的表达，而 CUR 以剂量依赖的方式减弱这种作用。分子对接显示，CUR 与 PTGS2 的最佳结合能为 - 7.6kcal/mol，CUR 与 PTGS2 蛋白的 GLY-324、ASH-34 和 ASP157 形成 3 个氢键，并与 TYR-136 和 PRO-156 两个氨基酸残基存在疏水相互作用。此外，CUR 处理可加速 PTGS2 的降解，且 PTGS2 水平与环己酰亚胺（CHX）处理 WI-38 细胞的时间呈负相关，表明 PTGS2 是 CUR 的靶点。
敲低 PTGS2 减轻 LPS 刺激的 WI-38 细胞炎症损伤
敲低 PTGS2 可抑制 LPS 诱导的 PTGS2 表达升高，恢复 LPS 抑制的 WI-38 细胞活力和增殖，减弱 LPS 促进的细胞凋亡，降低 LPS 诱导的炎症因子产生和 MDA 水平升高，逆转 LPS 对 SOD 水平的抑制作用。这些结果表明，PTGS2 敲低可抑制 LPS 刺激的 WI-38 细胞炎症损伤。
CUR 通过下调 PTGS2 抑制 LPS 刺激的 WI-38 细胞炎症损伤
在 LPS 诱导的 WI-38 细胞中，CUR 可抑制 LPS 诱导的 PTGS2 表达升高，而 PTGS2 过表达可逆转这种作用。同时，PTGS2 过表达可削弱 CUR 对 LPS 诱导的细胞活力增强、增殖促进、凋亡抑制、炎症因子抑制和 MDA 水平降低以及 SOD 水平升高的作用。这表明 CUR 通过下调 PTGS2 抑制 LPS 刺激的 WI-38 细胞炎症损伤。
综上所述，本研究表明 CUR 通过下调 PTGS2 减轻 LPS 诱导的 WI-38 细胞炎症损伤，为婴儿肺炎的治疗提供了新的潜在药物和作用靶点，为后续临床治疗婴儿肺炎的研究提供了新方向。研究结果不仅揭示了 CUR 在炎症性疾病中的作用机制，也为天然药物在儿科疾病治疗中的应用提供了理论依据。
