《Current Issues in Molecular Biology》：First Direct In Vitro Comparison Between Cordycepin (MDRN) and PDRN: Skin-Repair-Related Cellular Responses at Lower Tested Mass Concentrations
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本研究提出单体脱氧核糖核苷（monomeric deoxyribonucleoside，MDRN）概念，并将虫草素（cordycepin，251.24 Da）评价为多聚脱氧核糖核苷酸（polydeoxyribonucleotide，PDRN）的低分子量替代物。
本研究提出单体脱氧核糖核苷（monomeric deoxyribonucleoside，MDRN）概念，并将虫草素（cordycepin，251.24 Da）评价为多聚脱氧核糖核苷酸（polydeoxyribonucleotide，PDRN）的低分子量替代物。研究人员在人体角质形成细胞与真皮成纤维细胞中比较了虫草素（1–20 μM）与PDRN（100 μg/mL）的作用。分子模拟与细胞热位移分析（cellular thermal shift assay，CETSA）支持其与腺苷A2A受体（adenosine A2A receptor）的潜在相互作用；而3,7-二甲基-1-丙炔基黄嘌呤（DMPX）这一腺苷受体拮抗剂可减弱部分信号响应。虫草素降低了UVA诱导的角质形成细胞氧化与炎症反应，改变HEK293T细胞中自噬相关报告信号，并选择性调控屏障与紧密连接相关基因表达。在成纤维细胞中，其降低基质金属蛋白酶-1（matrix metalloproteinase-1，MMP-1）表达并提升Ⅰ型胶原α1链（collagen type I alpha 1 chain，COL1A1）表达。虫草素在选定浓度下促进两类细胞划痕伤口闭合。部分选定虫草素处理在成纤维细胞划痕闭合及特定角质形成细胞屏障基因表达上显著优于PDRN。上述比较效应依检测终点与浓度而异。需注意，20 μM虫草素约相当于5.02 μg/mL，仅为所试PDRN质量浓度的二十分之一。这些发现支持虫草素作为MDRN候选分子，在远低于PDRN的质量浓度下引发皮肤修复相关细胞响应，但其相对效力与透皮适用性仍需进一步研究。
研究背景方面，多聚脱氧核糖核苷酸（PDRN）是一类DNA来源的异质性再生生物材料，其活性与腺苷A2A受体信号及核苷酸补救合成途径相关。常规PDRN源于鲑科鱼类性腺，分子量高、亲水且带负电，受角质层屏障限制，被动透皮扩散困难，其在注射场景下的证据不能直接外推至外用。虽可通过降分子量、改电荷或载体系统改善递送，但聚合物依赖降解产生活性代谢物，局部腺苷浓度与持续信号难以控制。因此，亟需结构明确、分子量低且能更直接作用于再生通路的替代分子。虫草素（3′-脱氧腺苷）是虫草属来源腺苷类似物，分子量仅251.24 Da，具备跨屏障潜力和腺苷相关信号调节基础，但此前未与PDRN在人皮肤多细胞类型与多终点上系统比较。
研究人员据此开展一项体外比较研究：以实验室超声制备的鲑鱼精DNA片段作为PDRN参照，在角质形成细胞（HaCaT）、人真皮成纤维细胞（HDFa）及自噬报告HEK293T模型中，评估虫草素与PDRN对氧化炎症、屏障基因、胶原稳态、自噬流量与伤口闭合的影响，并借助计算模拟与热位移实验探索受体相互作用。研究结论为：虫草素作为单体脱氧核糖核苷（MDRN）候选，在仅PDRN二十分之一甚至四十分之一质量浓度下，仍可引发多维度皮肤修复相关细胞响应；部分终点优于PDRN，但比较结果具终点与浓度依赖性，未确立定量效力优势，透皮与体内功效待验证。
关键方法概述：研究人员采用分子对接与50 ns分子动力学模拟探测虫草素与A2A受体结合可能；以细胞热位移分析（CETSA）及等温剂量响应CETSA观察受体热稳定性变化；通过免疫印迹检测FAK、ERK、AKT、p38磷酸化；以RT-qPCR定量炎症与屏障、胶原相关转录本；用DCF-DA荧光测活性氧（ROS）；以GFP-LC3/RFP-LC3ΔG报告系统评估自噬流量；以划痕实验测迁移/闭合；以Ⅰ型前胶原C肽（PIP）酶免法测胶原分泌。细胞模型为人源HaCaT、HDFa及转染HEK293T，PDRN为实验室超声鲑鱼精DNA制备。
研究结果如下。
3.1 虫草素与腺苷A2A受体的相互作用：通过分子对接、分子动力学与CETSA，观察到虫草素结合口袋预测姿态、特定氢键占用及高温下受体信号保留增强，浓度依赖热稳定化。结论：支持潜在相互作用，但未证实直接结合、亚型选择或激动活性。
3.2 PDRN片段化与虫草素相关信号响应：以超声将PDRN片段化至约500–1000 bp；在HaCaT中，20 μM虫草素提升AKT、p38、ERK、FAK磷酸化，腺苷受体拮抗剂DMPX显著减弱该响应。结论：信号受腺苷受体拮抗敏感，提示A2A相关通路参与，但因果未定。
3.3 虫草素对细胞应激与自噬的影响：CCK-8显示高浓度虫草素降低角质细胞活力；UVA模型中DCF-DA荧光与IL-1α、IL-6、TNF-αmRNA被部分抑制，但非单调优于PDRN；HEK293T自噬报告显示GFP/RFP比下降，提示自噬流量增加。结论：氧化炎症与自噬相关响应呈终点与浓度依赖。
3.4 虫草素与PDRN对角质细胞功能的比较：RT-qPCR显示KRT10、AQP3、CLDN4、OCLN、ZO-1等选择性上调，而FLG、IVL、TGM1、CLDN1呈非单调或高浓度回落。结论：为选择性屏障转录调控，非均匀增强，未证功能屏障改善。
3.5 虫草素对基质重塑与胶原标志的影响：成纤维细胞中MMP-1mRNA随浓度下降，PDRN抑制更强；COL1A1mRNA在5–20 μM高于PDRN；PIP分泌20 μM最高且略超PDRN但无统计差异。结论：影响胶原相关标志物，未直接证明基质净保留。
3.6 虫草素对两类细胞划痕闭合的影响：角质细胞10 μM闭合率最高但未见显著超PDRN；成纤维细胞10与20 μM显著优于PDRN。结论：选定浓度促闭合，活性见于更低质量浓度，但非定量效力结论。
讨论部分总结：研究人员指出，比较须区分生物活性与透皮递送。PDRN高分子量限制外用，虫草素低分子量具递送物理化学优势，但穿透仍需实验证实。受体机制上，模拟与热位移仅提示A2A潜在参与，DMPX敏感不等于A2A专属。各终点优劣互现：虫草素在成纤维闭合、部分屏障基因、COL1A1/PIP占优；PDRN在MMP-1抑制、FLG与TNF-α调控占优。研究局限包括非质量匹配、PDRN制备异质、缺乏蛋白定位与屏障功能验证、活力影响荧光解读、未做增殖解耦。整体为端点依赖的初步比较，非效力排序。
结论部分翻译：据研究所知，本研究提供虫草素（ herein记为MDRN）与实验室制备PDRN在多皮肤修复端点的人体细胞首次直接比较。虫草素降低人角质形成细胞UVA相关ROS荧光与炎症基因表达，选择性调控分化、屏障及紧密连接转录本，并在选定浓度提升划痕闭合。在真皮成纤维细胞，其降低MMP-1mRNA、升高COL1A1表达与PIP浓度，支持胶原相关标志物作用；HEK293T报告提示自噬流量增加；分子模拟与CETSA补充支持与A2A受体潜在交互。显著发现为：选定虫草素处理以远低于PDRN质量浓度（10与20 μM约2.51与5.02 μg/mL，为PDRN百分之一与二十分之一）获得更强成纤维闭合与特定屏障转录响应，但比较因端点而异，PDRN在MMP-1与FLG更具数值优势，未确立相对效力倍数。综上，虫草素作为结构明确低分子量候选，可替代或补充PDRN于皮肤导向应用，后续需浓度响应、受体机制、透皮与组织修复直接评估。
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