尿石素A通过抑制PI3K/AKT/mTOR通路缓解肺纤维化:网络药理学与实验验证的创新发现

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Biochemical and Biophysical Research Communications 2.5

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  本研究针对肺纤维化(PF)临床治疗手段匮乏的现状,通过整合网络药理学、分子对接及体内外实验,首次揭示肠道菌群代谢物尿石素A(UA)通过靶向抑制PI3K/AKT/mTOR通路(尤其AKT1磷酸化)发挥抗纤维化作用,为基于"肠-肺轴"的PF治疗提供了新策略。

  

肺纤维化(Pulmonary fibrosis, PF)被称为"肺部疤痕",是一种致死率高的进行性疾病,患者肺部逐渐被异常沉积的胶原蛋白"水泥化",目前临床仅有的两种药物 pirfenidone 和 nintedanib 存在明显副作用。更棘手的是,PF发病机制复杂,涉及炎症、氧化应激和成纤维细胞异常活化等多重因素。近年来,"肠-肺轴"理论兴起,肠道菌群代谢物成为干预肺部疾病的新热点。尿石素A(Urolithin A, UA)作为石榴等水果中鞣花单宁的肠道菌群衍生代谢物,虽在心脏和肝肾纤维化中展现疗效,但其对PF的作用机制仍是未解之谜。

宁波市医疗中心李惠利医院的研究团队在《Biochemical and Biophysical Research Communications》发表的研究,首次系统阐明了UA通过PI3K/AKT/mTOR通路对抗PF的分子机制。研究采用网络药理学预测靶点、分子对接验证相互作用、BLM诱导的小鼠PF模型评估疗效,并结合体外成纤维细胞实验进行机制验证。

UA Alleviates Bleomycin-Induced Pulmonary Fibrosis in Mice
通过气管内滴注博来霉素(BLM)建立小鼠PF模型,UA治疗组从第10天开始每日口服20 mg/kg UA。Masson染色显示UA显著减少肺组织蓝色胶原沉积,羟脯氨酸(HYP)含量检测证实胶原合成减少51.8%。病理切片可见UA组肺泡结构破坏减轻,炎症细胞浸润减少,证明UA能逆转PF关键病理特征。

Network Pharmacology and Molecular Docking Analysis
从TCMSP等数据库筛选出UA的73个潜在靶点,与PF相关靶点取交集后获得AKT1、PIK3CA等16个核心靶点。KEGG富集分析显示PI3K/AKT通路富集度最高(P=1.3×10-9
)。分子对接证实UA与AKT1蛋白(PDB ID: 4EKL)结合能达-8.1 kcal/mol,优于天然配体,提示强结合活性。

UA Inhibits Fibroblast Activation via AKT1 Phosphorylation
体外实验发现UA剂量依赖性抑制TGF-β1诱导的肺成纤维细胞增殖(IC50
=28.4 μM)。Western blot显示UA处理组p-AKT1(Ser473)水平降低62%,而总AKT1不变。当使用AKT激动剂SC79重新激活通路后,UA对α-SMA和I型胶原的抑制作用被逆转,确证UA通过阻断AKT1磷酸化发挥疗效。

这项研究不仅首次揭示UA通过PI3K/AKT/mTOR通路(特别是AKT1 Ser473位点磷酸化)抑制成纤维细胞活化的分子机制,更创新性地将"肠-肺轴"理论转化为具体治疗策略。临床转化方面,UA作为天然代谢物具有更好的安全性潜力,其口服给药方式也优于现有药物的频繁给药方案。从更广阔的视角看,该研究为利用微生物组代谢物干预纤维化疾病提供了范式,未来或可拓展至其他器官纤维化治疗。值得关注的是,研究采用的"网络药理学预测-分子对接验证-体内外实验确证"三联法,也为天然产物机制研究提供了标准化研究模板。

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