白藜芦醇通过多组学整合分析调控脂质代谢与线粒体功能缓解百草枯诱导的急性肺损伤的机制研究

针对百草枯(PQ)中毒缺乏特效解毒剂的临床困境，首都儿科研究所团队通过转录组-蛋白质组整合分析，揭示白藜芦醇通过上调SIRT3介导的抗氧化防御、抑制铁死亡(ferroptosis)和线粒体功能障碍，显著改善PQ诱导的急性肺损伤(ALI)。该研究为天然化合物干预农药毒性提供了多组学证据。

　　

【研究背景】
百草枯(PQ)作为全球用量第二的除草剂，10-15mL即可致命，在中国农村占农药致死病例的60%。其通过肺泡聚积引发氧化应激风暴，导致急性肺损伤(ALI)和不可逆纤维化，但临床缺乏特效解毒剂。尽管已有研究涉及PQ诱导的细胞凋亡(apoptosis)、焦亡(pyroptosis)等机制，但分子网络仍呈碎片化。白藜芦醇作为天然多酚，虽已知通过Nrf2/ARE通路缓解氧化损伤，但其在PQ毒性中的多组学调控机制尚未阐明。

【研究方法】
首都儿科研究所团队建立C57BL/6N小鼠(150 mg/kg PQ灌胃)和A549肺泡上皮细胞(100 μM PQ处理)模型，采用：

1. 转录组测序(RNA-seq)分析肺组织差异表达基因(DEGs)
2. 数据非依赖采集(DIA)蛋白质组学检测差异表达蛋白(DEPs)
3. 高内涵筛选技术实时监测线粒体膜电位(JC-1)、活性氧(ROS)和铁离子(FerroOrange)动态
4. 病理学评估结合RT-qPCR/Western blot验证关键靶点

【研究结果】

3.1 PQ诱导ALI的病理特征
小鼠模型显示150 mg/kg PQ导致72小时死亡率达50%，伴随肺泡出血、炎症因子IL-6/IL-18上调4-6倍(p<0.001)。A549细胞中PQ引发剂量依赖性活力下降(350 μM时存活率仅28%)，线粒体ROS暴增3.5倍。

3.2 白藜芦醇的肺保护作用
20 mg/kg白藜芦醇预处理使小鼠生存率提升至83%(p<0.001)，肺湿重/干重(W/D)比值降低37%。H&E染色显示肺泡融合减少，炎性浸润评分下降2.1分。

3.3 转录组调控网络
GO分析揭示PQ组NF-κB和自噬通路激活，而白藜芦醇上调NADH相关通路(如ETFA表达增加2.8倍)。关键基因Cacybp(钙周期蛋白结合蛋白)和Jph3(连接蛋白3)在PQ组下调60%，经干预后恢复至基线水平。

3.4 蛋白质组动态变化
铁死亡相关蛋白ACADS(酰基-CoA脱氢酶)在PQ组升高3.2倍，白藜芦醇处理后回落。差异蛋白富集分析显示HIF-1信号通路活性恢复，脂质氧化关键酶FDFT(角鲨烯合酶)表达量回调42%。

3.5 细胞表型验证
高内涵成像显示白藜芦醇使PQ处理的A549细胞线粒体膜电位(ΔΨm)恢复至对照组85%，游离Fe²⁺减少68%(p<0.0001)。衰老标记物β-半乳糖苷酶(β-Gal)阳性细胞比例从39%降至17%。

【结论与意义】
该研究首次整合多组学技术揭示：白藜芦醇通过协同调控SIRT3介导的线粒体功能修复、抑制ACADS/FDFT驱动的脂质过氧化、阻断Znf488相关的铁死亡三条通路，形成"抗氧化-抗衰老-抗纤维化"网络。这不仅为PQ中毒提供了新型干预策略，更建立了天然化合物多靶点解毒的研究范式。论文发表于环境毒理学顶刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》，为农药风险防控和呼吸系统疾病治疗带来双重启示。