Hederasaponin C通过靶向TLR4抑制NF-κB/MAPK信号通路改善慢性阻塞性肺疾病发病机制的研究

本研究针对慢性阻塞性肺疾病(COPD)中TLR4/NF-κB/MAPK信号通路过度激活导致的慢性炎症和黏液高分泌等关键病理过程，首次揭示传统中药成分Hederasaponin C(HSC)通过直接结合TLR4受体，显著抑制MMP9/MMP12表达并逆转MUC-5B基因chr11:1243469位点低甲基化状态，为开发新型COPD靶向治疗策略提供实验依据。

　　

慢性阻塞性肺疾病(COPD)作为全球第三大死因，其典型病理特征包括持续性气道炎症和进行性气流受限。当前临床治疗面临两大困境：糖皮质激素耐药现象普遍存在，且现有药物难以逆转气道黏液高分泌和蛋白酶-抗蛋白酶失衡等核心病理环节。更棘手的是，香烟烟雾(CS)和脂多糖(LPS)协同作用会通过Toll样受体4(TLR4)过度激活NF-κB和MAPK信号通路，进而驱动基质金属蛋白酶(MMP9/MMP12)异常表达和黏蛋白(MUC-5AC/MUC-5B)表观遗传调控紊乱，形成恶性循环。

广西中医药大学的研究团队发现传统中药白头翁的主要活性成分Hederasaponin C(HSC)具有显著改善COPD病理进程的潜力。通过构建CS+LPS诱导的COPD小鼠模型和CSE+LPS处理的A549细胞模型，结合分子对接、表面等离子共振(SPR)和细胞热转移实验(CETSA)等技术，首次证实HSC可直接结合TLR4并抑制其下游信号传导。该研究成果发表于《Chinese Medicine》，为开发靶向TLR4的COPD治疗新策略提供重要理论依据。

关键技术方法包括：1) 采用香烟烟雾提取物(CSE)+LPS诱导A549细胞建立COPD体外模型；2) 通过CS+LPS联合暴露构建小鼠COPD模型；3) 运用Western blot和qRT-PCR检测TLR4/NF-κB/MAPK通路关键蛋白及MMP9/MMP12表达；4) 采用靶向甲基化测序分析MUC-5B基因chr11:1243469位点甲基化水平；5) 结合分子对接、SPR和CETSA验证HSC与TLR4的直接相互作用。

HSC suppresses TLR4/NF-κB/MAPK signaling and pro-inflammatory cytokines expression in CSE+LPS-induced A549 cells
研究发现1%CSE+1μg/mL LPS处理可显著激活TLR4/NF-κB/MAPK通路，使磷酸化p65、IKKα/β等蛋白表达升高2-3倍。40μM HSC处理能剂量依赖性抑制上述蛋白磷酸化，同时使炎症因子TNF-α和IL-1β的mRNA水平降低60%以上。

HSC reduces MUC-5AC and MUC-5B expression and reverses MUC-5B hypomethylation in CSE+LPS-induced A549 cells
CSE+LPS刺激导致MUC-5B启动子区chr11:1243469位点甲基化水平下降40%，而HSC处理可使其恢复至正常水平。免疫荧光显示HSC使MUC-5AC和MUC-5B蛋白表达分别减少55%和48%，证实其通过表观遗传调控改善黏液高分泌。

HSC attenuates MMP9 and MMP12 expression and tissue remodeling in CSE+LPS-induced A549 cells
qRT-PCR和Western blot结果表明，HSC处理使MMP9和MMP12的mRNA表达量下降约50%，蛋白水平降低45%-52%，显著缓解了蛋白酶-抗蛋白酶系统失衡。

HSC targets TLR4 to suppress NF-κB/MAPK signaling and inflammation in CSE+LPS-induced A549 cells
分子 docking显示HSC与TLR4结合能为-8.6 kcal/mol，SPR测定解离常数(K_D)为11.6μM。当联合TLR4抑制剂TAK-242使用时，HSC对p65核转位的抑制效果增强1.3倍，证实TLR4是其关键作用靶点。

HSC alleviates COPD-related inflammation and airway remodeling via TLR4/NF-κB/MAPK pathway inhibition
动物实验显示，8 mg/kg HSC治疗使COPD小鼠肺泡壁破坏减少62%，血液NLR和PLR比值恢复正常。多重免疫荧光证实肺组织TLR4、MMP9表达量降低50%-65%，且心、肝等重要器官未出现明显毒性。

该研究系统阐明了HSC通过"TLR4-NF-κB/MAPK-MMPs/MUCs"多维调控网络改善COPD的作用机制：在受体层面，HSC直接结合TLR4并抑制其构象变化；在信号传导层面，阻断IKKα/β-IκBα-p65和JNK/ERK/p38 MAPK双通路激活；在效应层面，同步下调MMP9/MMP12表达并纠正MUC-5B异常甲基化。这种"多点干预"特性使其相比传统糖皮质激素具有独特优势，尤其对激素耐药型COPD患者具有重要临床转化价值。研究不仅为中药活性成分的现代化研究提供范式，也为开发兼具抗炎和黏膜修复功能的COPD靶向药物开辟新思路。