黄酮类化合物通过PI3K/AKT和Nrf2/HO-1通路调控PCV2感染巨噬细胞氧化应激的分子机制

本研究针对猪圆环病毒2型(PCV2)感染引发的氧化应激损伤问题，通过提取水蓼黄酮(FNB)开展体外实验，发现FNB能通过激活PI3K/AKT通路和抑制Keap1双重机制增强Nrf2/HO-1抗氧化通路，显著降低RAW264.7细胞内ROS和NO水平，提升SOD、CAT等抗氧化酶活性。该研究为PCV2相关疾病的防治提供了新策略。

　　

在养猪业中，猪圆环病毒2型(PCV2)引发的多系统衰竭综合征(PMWS)犹如一场"隐形风暴"，每年造成巨大经济损失。这种直径仅17纳米的微小病毒却能巧妙劫持宿主免疫系统——它一方面增加淋巴组织中巨噬细胞数量，另一方面减少B细胞和T细胞，形成"免疫失衡陷阱"。更棘手的是，PCV2会通过诱发氧化应激"火上浇油"：病毒颗粒在细胞内大量产生活性氧(ROS)，如同"自由基风暴"般摧毁抗氧化防御系统，而传统疫苗面对不断变异的病毒显得力不从心。

面对这一难题，广西大学动物科学技术学院的研究团队将目光投向了传统中药水蓼(Polygonum hydropiper L.)。这种植物富含的黄酮类化合物(Flavonoid n-butanol, FNB)被誉为"天然抗氧化剂"，其分子结构中的酚羟基就像"自由基清道夫"。研究人员在《Scientific Reports》发表的研究揭示，FNB能通过双重通路对抗PCV2的氧化攻击：一方面像"分子开关"般激活PI3K/AKT信号轴，另一方面如同"解锁器"解除Keap1对Nrf2的抑制，最终唤醒HO-1等抗氧化基因的表达。

研究采用CCK-8法确定FNB安全浓度，通过DPPH自由基清除实验验证其体外抗氧化活性。建立PCV2感染RAW264.7细胞模型后，采用ELISA检测氧化应激标志物(ROS、NO)和抗氧化指标(T-AOC、SOD、CAT等)，qPCR和Western blot分别分析基因和蛋白表达变化，并运用特异性抑制剂LY294002验证PI3K/AKT通路的关键作用。

Determination of safe FNB concentration on RAW264.7 cells

实验显示FNB在25-75μg/mL浓度范围内无细胞毒性，且能显著逆转PCV2导致的细胞活力下降。如图1所示，150μg/mL以上浓度开始显现细胞抑制效应，而75μg/mL处理组细胞存活率比病毒组提高约40%。

DPPH radical scavenging activity of FNB

FNB展现浓度依赖的自由基清除能力，在75μg/mL时DPPH清除率达到68%，虽低于维生素C对照组，但证实其直接抗氧化潜力。如图2所示，清除曲线呈现典型剂量效应关系。

FNB effect on oxidative stress in PCV2-infected RAW264.7 cells

PCV2感染使ROS和NO水平激增2.3倍，而FNB处理显著逆转这一趋势。如图3所示，FNB不仅提升总抗氧化能力(T-AOC)达1.8倍，更特异性增强SOD和CAT活性，使GSH/GSSG比值恢复正常。值得注意的是，FNB对线粒体MnSOD和胞质Cu-ZnSOD均有激活作用，显示其抗氧化保护的全面性。

Effect of FNB on mRNA expression of oxidative stress-related genes

qPCR结果显示FNB使Nrf2及其下游靶基因HO-1、NQO1的mRNA表达提升2.1-3.4倍，同时抑制促氧化基因iNOS表达达60%。如图4所示，这种"双调节"模式在25μg/mL时即显现显著效果。

Effect of FNB on histone acetylation

表观遗传学分析发现FNB能重塑组蛋白乙酰化平衡：将PCV2诱导的H3/H4超乙酰化状态降低40-50%，这种效应通过抑制HAT活性和增强HDAC1活性实现。如图5所示，乙酰化调控与抗氧化基因表达存在显著相关性。

Effect of FNB on Pi3k/AKT signaling pathway and Nrf2/HO-1 signaling pathway

Western blot证实PI3K抑制剂LY294002能完全阻断FNB对Nrf2的激活作用。如图6所示，FNB使p-AKT水平增加2.1倍，而加入抑制剂后Nrf2蛋白表达回落至基线水平，证明PI3K/AKT是上游关键调控点。

Effect of FNB on protein expression of Pi3k/AKT and Nrf2/HO-1-related pathways

在PCV2感染模型中，FNB使Keap1蛋白表达降低55%，同时使Nrf2核转位增加3.2倍。如图7所示，这种"双轨策略"使HO-1蛋白表达持续上调，形成长效抗氧化保护。

这项研究首次阐明水蓼黄酮通过"表观遗传-信号通路"网络对抗PCV2氧化应激的分子机制。特别值得注意的是，FNB能同时调控PI3K/AKT和Keap1-Nrf2两条关键通路，这种"双靶点协同"作用模式较单一靶点药物更具治疗优势。从转化医学角度看，该研究为开发基于天然化合物的抗PCV2制剂提供了理论依据——黄酮类物质既能直接中和自由基，又能重建细胞抗氧化防御系统，这种"标本兼治"特性使其在应对病毒耐药性方面具有独特价值。未来研究可进一步优化FNB的给药方案，并探索其与其他抗病毒药物的协同效应。