基于空心纤维细胞捕获与高效液相色谱联用技术筛选荜茇抗肾纤维化活性成分及其体内外验证

本研究针对传统中药(TCM)复杂成分中抗肾纤维化活性物质基础难以阐明的难题，创新性地建立了TGF-β诱导的HK-2纤维化细胞模型结合空心纤维细胞捕获-高效液相色谱联用技术(HFCF-HPLC)，从常用抗慢性肾病(CKD)中药荜茇(Piper longum L.)中筛选出关键活性成分胡椒碱(PIPA)和荜茇宁(PLG)。体内实验证实PIPA能显著改善缺血再灌注损伤(uIRI)模型小鼠的肾功能指标(SCr/BUN)并抑制纤维化标志物(α-SMA/collagen-I)表达，为中药现代化研究提供了"成分筛选-机制验证"一体化研究范式。

　　

肾脏疾病发展到终末期常伴随不可逆的纤维化病变，目前临床缺乏特效治疗药物。传统中药荜茇(Piper longum L.)在藏药安神丸等复方中广泛用于慢性肾病治疗，但其抗纤维化的药效物质基础始终是未解之谜。面对中药复杂成分与疾病多靶点交互的"黑箱"难题，Jie Tian等研究者独辟蹊径，将细胞生物学与分析化学方法创新融合，在《Chinese Medicine》发表的研究成果为破解这一难题提供了新范式。

研究团队采用三大关键技术：1) 建立TGF-β诱导的HK-2细胞纤维化模型模拟病理过程；2) 开发新型PP材质空心纤维细胞捕获系统(HFCF)与HPLC联用平台，克服传统PVDF纤维非特异性吸附缺陷；3) 结合网络药理学预测与分子生物学验证，构建"虚拟筛选-实验验证"双轨研究体系。通过CFF(细胞捕获因子)定量评价成分结合活性，并采用单侧肾缺血再灌注联合对侧延迟切除(uIRI)动物模型进行体内药效验证。

细胞生长与模型验证

扫描电镜(SEM)显示TGF-β诱导后HK-2细胞形态由鹅卵石样变为梭形，呈现典型纤维化特征。优化确定的100 mg/mL提取物浓度和1.5小时筛选时间可保持细胞存活率>85%，为后续实验奠定基础。

活性成分筛选

HFCF-HPLC从荜茇乙醇提取物中捕获到9个峰，其中胡椒碱(PIPA，t_R=7.537)、荜茇宁(PLG，t_R=12.448)和胡椒碱(PIPE，t_R=15.257)显示特异性结合(CFF>0)。值得注意的是，网络药理学预测的高分成分四氢丹参酮I因含量过低未检出，体现实验筛选与理论预测的互补性。

体外抗纤维化验证

Western blot显示10 μmol/L PIPA处理显著抑制TGF-β诱导的α-SMA和collagen-I表达(P<0.001)，效果优于PLG。而20 μmol/L PIPE无显著作用，证实PIPA是荜茇抗纤维化的核心活性成分。

体内治疗效果

uIRI模型小鼠经15 mg/kg PIPA干预28天后，血清肌酐(SCr)和尿素氮(BUN)水平较模型组降低47.3%和52.1%(P<0.0001)。Masson染色显示肾间质胶原沉积减少63%，免疫组化证实α-SMA阳性区域缩小71%，这些发现与Western blot结果相互印证。

该研究不仅首次揭示PIPA通过调控β-catenin/TCF1与β-catenin/FoxO1平衡抑制EMT进程的分子机制，更开创性地构建了HFCF-HPLC技术体系，为中药复杂系统的活性成分筛选提供了新方法学工具。从传统草药中发现的PIPA具有多靶点作用特征，其抑制纤维化效果优于临床常用ARB类药物缬沙坦，为开发抗肾纤维化创新药物提供了候选分子。这项研究完美诠释了"源于传统，优于传统"的中药现代化研究路径，其技术框架可推广至其他疾病相关中药研究领域。