板蓝根生物碱在RSV肺炎中的治疗潜力：聚焦于AhR介导的肺屏障修复

《Journal of Ethnopharmacology》：Therapeutic Potential of Isatidis Radix Alkaloids in RSV Pneumonia: A Focus on AhR-Mediated Pulmonary Barrier Repair

板蓝根生物碱（IRA）通过激活AhR通路修复RSV肺炎诱导的肺屏障损伤，实验通过分子对接和药效学验证，发现IRA显著改善免疫器官功能、抑制炎症因子并促进 tight junction蛋白表达，AhR基因沉默和 knockout小鼠模型证实AhR特异性介导IRA的肺屏障保护作用。

　　

作者：徐少宝、侯先邦、徐英姬、王欣、徐凌峰、何立伟

南京中医药大学药学院，中国南京 210023

摘要

民族药理学相关性

Isatis tinctoria L.（大黄根）在东亚医学中的传统用途主要集中在治疗发热性疾病和各种呼吸系统疾病上。古典医学文献记载其具有“清热解毒”的功效。这些传统应用与其被报道的对病毒性肺炎的治疗效果高度一致。然而，其在治疗呼吸道合胞病毒（RSV）肺炎方面的临床疗效及其相关的调控机制尚未得到系统的阐明。

研究目的

本研究旨在评估大黄根生物碱（IRA）对RSV肺炎的治疗效果及其潜力，并阐明其在恢复肺屏障完整性方面的分子机制。

材料与方法

通过结合生物信息学和分子对接技术，首先筛选了大黄根中的生物活性成分及其相应的关键靶点，并预测其潜在的作用机制。随后建立了RSV肺炎小鼠模型，以评估IRA对免疫器官参数、细胞因子产生和肺组织学的影响。接着利用流式细胞术、qPCR分析等多种方法评估了IRA的免疫调节作用。之后通过Western blotting和Evans blue试验评估了上皮屏障的修复情况。最终，通过基因沉默和Western blotting等技术验证了IRA的保护作用是由芳烃受体（AhR）介导的。最后，利用AhR敲除（AhR KO）小鼠模型进一步验证了IRA对AhR的保护作用的特异性。

结果

基于生物信息学分析和分子对接结果，确定生物碱是大黄根抗RSV肺炎效应的主要活性成分，而AhR被确定为关键靶点。在RSV肺炎小鼠模型中，IRA显著恢复了免疫器官功能，改善了炎症细胞因子水平，上调了紧密连接蛋白的表达，并增强了肺屏障的完整性。进一步的机制研究表明，AhR的激活是IRA作用的主要途径。最重要的是，AhR敲除完全消除了IRA对屏障功能的保护作用，证实了这一效应依赖于AhR通路。

结论

本研究表明，IRA通过调节AhR活性发挥其对RSV肺炎的治疗作用并修复肺上皮屏障。这些发现表明IRA在治疗RSV肺炎方面具有潜在价值。

引言

呼吸道合胞病毒（RSV）继续对全球公共卫生构成重大挑战。世界卫生组织的数据显示，每年有数千万婴儿和幼儿感染RSV，免疫系统受损的成人也容易受到这种病毒的侵袭（Guo等人，2024年）。每年约有16万人因RSV相关的呼吸道感染而死亡（Kyeyagalire等人，2014年；Nair等人，2010年；Wildenbeest等人，2024年），发展中国家的死亡率更高（Griffiths等人，2017年；Yu等人，2019年）。目前的治疗方案仍限于支持性护理（Focosi等人，2024年）。利巴韦林是唯一获批用于治疗RSV引起的呼吸道疾病的抗病毒药物，但其疗效和不良反应限制了其广泛应用（Jorquera和Tripp，2017年）。因此，迫切需要有效的药物来治疗RSV肺炎。先前的研究表明，植物提取物和草药成分对病毒性肺炎具有治疗潜力（Gong等人，2021年；Salinas等人，2019年）。

肺上皮免疫屏障是抵御RSV感染及其相关疾病的重要防线（Diamond和Kanneganti，2022年）。它通过引发免疫反应有效阻止病毒传播（Grieves等人，2018年）。上皮细胞产生抗菌肽并分泌多种介质和调节因子来调控免疫反应（Agac等人，2023年；Leiva Juárez等人，2018年；Merad和Martin，2020年）。它们还通过黏液纤毛清除和紧密连接形成结构屏障，防止病原体入侵（Finigan等人，2015年）。RSV感染会导致支气管上皮细胞和初级气道上皮细胞顶端连接基因的表达下调，从而增加上皮屏障的通透性（Finigan等人，2015年），进而加剧感染引起的肺损伤和全身炎症（Kalinowski等人，2018年）。因此，维持肺上皮免疫屏障的功能和完整性对于治疗RSV相关疾病至关重要（Kalinowski等人，2018年；Tran等人，2017年）。 Isatis tinctoria L.（大黄根）是一种传统上用于治疗呼吸道感染的中药，多年来显示出对流感病毒（Nie等人，2020年）、疱疹病毒（Guo等人，2011年；Wang等人，2018年）和冠状病毒（Chen等人，2021年）的显著疗效，具有显著的抗炎和抗病毒活性（Hou等人，2025年；Liang等人，2020年）。多年研究表明，大黄根的活性成分包括生物碱、多糖和黄酮类化合物等（Chen等人，2022年），其中生物碱被认为是其药理作用的核心成分（Kang等人，2020年）。尽管类型多样，但生物碱已被证实具有多种生物活性，包括抗炎（K. Wang等人，2024年）、抗病毒（Huang等人，2024年）、抗菌（Du等人，2022年）、抗氧化（Xu等人，2024年）和免疫调节（W. L. Wang等人，2024年）作用。以往关于大黄根生物碱对RSV的抗病毒作用的研究主要集中在抗病毒活性评估和经典信号通路的分析上（Xu等人，2019年）。然而，其治疗RSV肺炎的具体靶点仍不清楚。

因此，本研究利用从大黄根中提取的总生物碱来探索治疗RSV肺炎的分子机制。为此，采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）技术鉴定总生物碱中的主要活性成分，并利用生物信息学分析筛选与总生物碱对RSV肺炎治疗效果相关的生物靶点和通路。最后，对最有前景的通路进行了实验验证。

材料

乙酸乙酯、碳酸钠、羧甲基纤维素钠、乳酸锂和硫化钠九水合物购自中国上海的Sinopharm Chemical Reagent公司。甲醇和乙醇由安徽天迪高纯溶剂有限公司提供。吩嗪甲磺酸盐、碘硝基四唑氯化物和β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸购自北京Pushitang Biotechnology公司。Evans blue染料、噻唑蓝和2,4-二硝基氟苯由...

基因鉴定和差异表达基因的筛选

我们分析了GEO数据库中与呼吸道合胞病毒（RSV）感染相关的RNA测序数据，以揭示其主要致病机制。通过比较NC组和RSV肺炎感染组，共筛选出2185个差异表达基因（DEGs），其中364个上调，1821个下调（图1A）。

随后，从大黄根中鉴定出54种生物活性化合物（表S4）及其对应的141个基因靶点...

讨论

呼吸道合胞病毒（RSV）是全球免疫功能低下人群下呼吸道感染的主要病原体（Chiappini等人，2021年）。RSV感染可发生在所有年龄段（Langedijk和Bont，2024年；Nussbaum等人，2023年）；然而，目前的治疗方案仍然有限且不够理想。尽管辉瑞公司的Abrysvo疫苗已被批准用于预防RSV感染，但其应用仍...

结论

本研究探讨了大黄根生物碱成分在治疗RSV肺炎中的作用机制。结果表明，IRA可以缓解RSV感染引起的炎症反应，减轻肺组织的病理损伤，并促进肺屏障功能的恢复。基于生物信息学分析和分子水平验证，AhR被确定为IRA发挥作用的关键靶点。

CRediT作者贡献声明

何立伟：撰写、审稿与编辑、项目管理、资金获取、概念构思。 徐凌峰：正式分析、数据管理。 侯先邦：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、验证、项目管理、方法学研究、数据管理。 徐少宝：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、验证、方法学研究、数据管理。 王欣：验证、正式分析。 徐英姬：验证、软件开发。

未引用的参考文献

Li等人，2021年；Wang等人，2024年。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

数据可用性

数据可应要求提供。

资助

本研究得到了江苏省自然科学基金（编号BK20211129）、江苏省中医药科技发展计划项目（编号ZD202305）、泰州“311人才工程”、南京中医药大学翰林学院科研创新团队、江苏省高等教育机构自然科学基金（编号21KJB360019）以及泰州市社会发展的支持。