栀子花(Gardenia jasminoides)的果提取物能够缓解MC903诱导的特应性皮炎,并通过调节STAT6的磷酸化作用,减少IL-4/IL-13引起的紧密连接破坏和炎症
《Journal of Ethnopharmacology》:Gardenia jasminoides fruit extract alleviates MC903-induced atopic dermatitis and reduces IL-4/IL-13-induced tight junction disruption and inflammation by regulating the phosphorylation of STAT6
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Gardenia jasminoides果提取物通过抑制JAK-STAT6信号通路减轻炎症并修复皮肤屏障,在角质形成细胞、3D皮肤模型和MC903诱导的小鼠AD模型中均验证了其抗炎及屏障修复机制。
彭旭|万瑶颖|金晓丽|袁永雷|马洪宇|王一春|王菲菲|曲丽萍
云南特色植物提取实验室有限公司,中国昆明,650106
摘要
民族药理学相关性
Gardenia jasminoides Ellis的果实属于茜草科植物,最早记载于《神农本草经》,并在传统中医中得到应用。药理学研究表明,Gardenia具有保护肝脏和胆囊、降低血糖、促进胰腺分泌、保护胃功能、降低血压、调节血脂、神经保护、抗炎、抗氧化、抗疲劳和抗血栓等作用。此外,G. jasminoides果提取物(GJFE)可以缓解特应性皮炎的症状,但其具体作用机制尚不明确。
研究目的
本研究旨在探讨GJFE通过何种潜在机制和信号通路在角质形成细胞、三维(3D)表皮模型和小鼠模型中缓解特应性皮炎(AD)。
方法
我们使用角质形成细胞和3D表皮模型建立了IL-4和IL-13诱导的特应性皮炎模型。同时,通过连续8天在小鼠耳部涂抹MC903(钙调甾醇)来诱导特应性皮炎模型。通过Western blotting、定量聚合酶链反应、免疫荧光和网络药理学验证了GJFE和栀子苷对炎症和皮肤屏障损伤的作用。为进一步阐明相关分子机制,我们使用了小干扰RNA和小分子抑制剂来研究OVOL1、信号转导子和转录激活因子6(STAT6)以及紧密连接蛋白之间的关系。
结果
我们的研究结果表明,GJFE可通过抑制炎症和修复皮肤屏障来缓解特应性皮炎。具体而言,它能够抑制关键炎症细胞因子和趋化因子的表达,包括IL-24、IL-33和CCL26。同时,它还能促进维持皮肤屏障完整性的蛋白质(如CLDN1、CLDN4和OVOL1)的表达。这些效应是通过JAK-STAT6信号通路介导的。此外,我们发现STAT6的磷酸化对于调节下游紧密连接蛋白至关重要,且OVOL1可以影响CLDN1和CLDN4的表达。
结论
我们的研究表明,Gardenia jasminoides果提取物可通过调节STAT6的磷酸化来缓解MC903诱导的特应性皮炎,并减少IL-4/IL-13引起的紧密连接蛋白损伤和炎症。这些发现为GJFE在治疗特应性皮炎方面的潜在应用提供了初步实验证据,尤其是在其抗炎和修复皮肤屏障功能方面。
引言
特应性皮炎(AD)是一种常见的炎症性皮肤病,全球约有2%-10%的年轻人和高达20%的儿童受到影响(Mortz等人,2015年)。该疾病给患者及其家庭带来巨大的身体和心理负担,其特征是免疫失调、剧烈瘙痒和皮肤屏障功能受损(Furue等人,2017年;St?nder,2021年)。皮肤屏障功能障碍是AD的标志,与病变皮肤中TJ蛋白(如occludin(OCLN)、连接粘附分子A(JAM1)、CLDN1和CLDN4)的表达减少密切相关(Wang等人,2024年)。
AD中的免疫失调与T辅助细胞介导的免疫反应失衡密切相关,特别是Th1、Th2、Th17和Th22细胞(St?nder,2021年;Ma等人,2014年)。多项先前的研究表明,通过Th2介导的免疫反应释放的白细胞介素-4(IL-4)和白细胞介素-13(IL-13)是AD发生的重要因素(Esaki等人,2015年;Esaki等人,2016年)。这些细胞因子会破坏皮肤屏障功能,产生炎症因子并引发瘙痒(Steinhoff等人,2022年)。具体而言,IL-4和IL-13与IL-4受体α和IL-13受体α1复合体相互作用,从而激活JAK1/TYK2/JAK2信号通路。这种激活会导致STAT6和STAT3的磷酸化(Wollenberg等人,2020年;Huang等人,2022年)。IL-4/IL-13-STAT3/STAT6信号通路在下调丝聚蛋白(FLG)表达、破坏皮肤屏障以及上调IL-33、IL-25和胸腺基质淋巴生成素(TSLP)在角质形成细胞中的表达方面起着关键作用(Furue,2020年)。此外,研究还表明IL-13可通过抑制AHR–OVOL1–FLG轴来损害AD中的皮肤屏障(Tsuji等人,2017年;Furue等人,2019年)。还有研究指出AHR通路和ROS参与了IL-4和IL-13对OCLN、CLDN1和CLDN4表达的下调(Wang等人,2024年)。然而,IL-4和IL-13破坏皮肤屏障的具体机制仍有待阐明。例如,目前尚不清楚OVOL1是否能够调节TJ相关蛋白,从而影响皮肤屏障功能。
Gardenia jasminoides的果实(中文称为“栀子”)属于茜草科,分布于中国东部、西南部和中南部地区,含有丰富的生物活性化合物(Jin等人,2023年;Xiao等人,2017年)。作为一种传统中药,它最早记载于《神农本草经》(Chen等人,2020年)。传统上,它被收录在中国药典中,具有清热解毒、镇静安神、利尿降温等功效(中国药典委员会,2015年;Chen等人,2020年;Feng等人,2014年)。在日本和韩国传统医学中,这种草药长期以来被用于退烧,并具有利胆、促进消化、利尿和抗炎作用(日本药典,2001年;韩国草药协会,1991年;Arai等人,2004年;Ohwada等人,2009年)。
药理学研究还表明,G. jasminoides具有保护肝脏和胆囊(Fang等人,2022年)、降低血糖(Zhou等人,2023年)、促进胰腺分泌(Ye等人,2021年)、保护胃功能(Lee等人,2009年)、降低血压(Chen等人,2017年)、调节血脂(Lv等人,2024年)、神经保护(Ren等人,2016年)以及抗炎(Oliveira等人,2017年;Zhang等人,2022年)、抗氧化(Hu等人,2019年)、抗疲劳和抗血栓(Debnath等人,2011年;Pyun等人,2021年)等作用。此外,包括G. jasminoides果提取物(GJFE)在内的多种中药可以显著缓解AD的发生。值得注意的是,这些研究表明G. jasminoides提取物可以改善皮肤屏障并调节Th2免疫反应,从而改善DfE诱导的小鼠AD(Park等人,2022年)。另外,不含番红花素的G. jasminoides提取物可以通过抑制DfE诱导的NC/Nga小鼠中的Th2相关细胞因子产生来减轻类似AD的皮肤症状(Park等人,2019年)。然而,GJFE缓解AD的具体机制尚未完全明确。在本研究中,我们证明了GJFE可以通过抑制JAK/STAT6信号通路来修复皮肤中的TJ损伤。在HaCaT细胞、NHEK细胞和三维(3D)皮肤模型中,GJFE和栀子苷均有效抑制了IL-4/IL-13诱导的STAT6磷酸化。这种抑制作用进一步抑制了IL-33和IL-24的表达,同时促进了CLDN1和CLDN4的表达,从而有助于皮肤屏障修复和炎症反应的抑制。
GJFE的制备和高效液相色谱(HPLC)分析
G. jasminoides果实材料来源于中国云南省昆明市,其分类鉴定由中国科学院昆明植物研究所的刘海阳博士完成。经过鉴定的标本(编号JY20230809-2)永久保存在中国上海吉研生物医药发展有限公司的数据库中。共称量了100克G. jasminoides果实,干燥后用10体积的溶剂提取两次
GJFE成分分析
栀子色素可能导致不同批次提取物外观的显著差异。因此,在制备栀子果提取物时,仅收集了极性较高的组分。通过与标准化合物的比较,HPLC分析显示其中几乎不含栀子中的常见成分番红花素,而主要色谱峰为栀子苷。定量分析显示
讨论
AD是一种复杂的疾病,其病理生理机制涉及多种因素(Weidinger等人,2018年)。AD的病因被认为与免疫反应和皮肤屏障基因的紊乱有关,包括先天性和适应性免疫机制的失调,以及细胞因子的释放和各种环境因素(Honda和Kabashima,2020年)。许多与AD病理生理相关的细胞因子,如IL-33、IL-24、IL-4、IL-13和TSLP,通过JAK–STAT通路发挥作用
结论
GJFE及其成分栀子苷通过抑制STAT6的磷酸化、抑制炎症细胞因子(IL-24、IL-33、CCL26)的产生以及上调TJ相关蛋白(CLDN1、CLDN4和OVOL1)来缓解AD(图12)。这些效果在角质形成细胞、3D表皮模型和MC903诱导的AD小鼠中得到了验证,突显了GJFE作为AD天然治疗剂的潜力。这些发现为GJFE的抗炎作用提供了新的分子机制见解
作者贡献声明
王菲菲:资源获取、概念设计。王一春:方法学、数据管理。马洪宇:方法学、数据管理。万瑶颖:撰写初稿、方法学、数据管理。彭旭:撰写初稿、项目管理、方法学、资源获取、数据管理。袁永雷:方法学、数据管理。金晓丽:方法学、数据管理。曲丽萍:监督、资源获取、概念设计未引用参考文献
Furue, 2020; Honda and Kabashima, 2020; Kiyomatsu-Oda et al., 2018; Leung, 2013; Ma et al., 2014; McCormick and Heller, 2015; Nikhil and Emma, 2014; Wolf and Wolf, 2018.
资助
本研究得到了云南特色植物提取实验室独立研究项目基金(2025YKZY004, 2025YKZY009)的支持
利益冲突声明
? 作者声明没有可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。