Lupenone 通过 E3 泛素连接酶 RNF168 调节 LOXL2 介导的 PANoptosis 信号通路，从而改善辐射引起的肺损伤

《Phytomedicine》：Lupenone regulates LOXL2-mediated PANoptosis signaling through E3 ubiquitin ligases RNF168 to improve radiation-induced lung injury

辐射性肺损伤（RILI）的机制及洛布西汀（LUP）的干预研究。通过构建RILI小鼠模型和原代肺成纤维细胞模型，发现LUP显著降低胶原蛋白沉积、EMT水平和炎症细胞浸润，其机制涉及RNF168介导的LOXL2泛素化降解及下游ZBP1-PANoptosis通路抑制。RNA测序证实PANoptosis通路在RILI中关键作用，LOXL2 siRNA验证了LOXL2在LUP疗效中的必要性。LUP通过靶向LOXL2/RNF168/PANoptosis轴减轻ECM积累和炎症反应，为RILI治疗提供新策略。

　　

王思颖|朱万军|修梦雪|赵贵云|侯宇|孙海明

中国吉林省吉林市北华大学药学院，邮编132013

摘要

背景

辐射诱导的肺损伤（RILI）是胸部放射治疗（RT）最常见的并发症之一。Lupenone（LUP）是从L.f. Willci种的Acacia catechu中分离出的一种生物活性化合物，被认为具有治疗呼吸系统和肺部疾病的作用。

目的

本研究探讨了LUP在辐射诱导的肺损伤（RILI）中调节LOXL2蛋白泛素化及降解的机制，以及其对LOXL2介导的ZBP1-PANoptotic通路的影响。

材料与方法

建立了RILI小鼠模型和TGF-β诱导的原代肺成纤维细胞模型，以评估LUP的保护作用。实验检测了LOXL2和PANoptosis标志物的表达情况。通过RNA测序分析了与RILI相关的信号通路，并研究了LUP对原代肺成纤维细胞的影响及其通过RNF168介导的泛素化过程。

结果

LUP显著降低了RILI小鼠中的胶原纤维沉积、EMT水平以及肺免疫细胞浸润。RNA测序显示RILI小鼠肺组织中的PANoptosis通路发生了显著变化。LUP抑制了LOXL2的水平并减弱了ZBP1介导的PANoptosis。LUP与LOXL2结合，且发现RNF168是LOXL2的调节因子，可促进K63连接的多聚泛素化及LOXL2的后续降解。LUP通过下调肺成纤维细胞中的LOXL2表达，减少了ECM、EMT和炎症相关标志物，并促进了PANoptosis。LOXL2 siRNA减弱了LUP对这些功能的调节作用。

结论

我们证明了LUP通过涉及RNF168依赖的LOXL2降解及后续ZBP1-PANoptosis抑制的新机制，具有治疗RILI的潜力。这表明LUP是一种有前景的药物候选物，并揭示了RILI的关键调控轴。

引言

放射治疗（RT）是治疗胸部恶性肿瘤（包括肺癌和乳腺癌）的常用方法（Dasgupta等人，2023年）。然而，癌症患者接受胸部RT后最常见的并发症之一是辐射诱导的肺损伤（RILI）。此外，职业性暴露于电离辐射或核事故导致的辐射也可能引发RILI（Feng等人，2023年）。急性反应在暴露后数小时内出现，而延迟反应通常在暴露数月后出现，可能导致严重的并发症，如肺纤维化。许多化学物质已被测试用于减轻辐射的危害，但只有amifostine和parifimin获得了FDA的批准作为辐射防护剂（Kouvaris等人，2007年；Patel等人，2021年）。目前，RILI的发病机制仍不明确。因此，开发具有最小副作用的临床有效抗辐射药物对于提高接受放射治疗患者的健康和生活质量具有重要意义（Liu等人，2025b年）。

赖氨酸氧化酶2（LOXL2）属于赖氨酸氧化酶（LOX）家族，是一种通过氧化脱氨赖氨酸残基来促进胶原交联的关键酶（Chen等人，2020年）。在肺癌研究中，LOXL2蛋白表达升高与疾病严重程度相关，而LOXL2蛋白的剪接变异或敲除进一步证实了其作为肿瘤抑制基因的作用（Jiao等人，2022年；Salvador等人，2023年）。此外，过表达LOXL2的小鼠表现出慢性肺炎症和纤维化的进展（Wu等人，2018年）。RING指蛋白168（RNF168）是一种含有RING寡聚体的E3泛素连接酶，在DNA修复和细胞周期调控等多种生物过程中起关键作用（Luijsterburg和van Attikum，2012年）。研究表明，RNF168通过介导RhoC的泛素化和降解来抑制非小细胞肺癌细胞的癌干性特征（Rong等人，2022年）。迄今为止，这是唯一一项探讨RNF168对肺疾病影响的研究。

程序性细胞死亡（PCD）包括焦亡、凋亡和坏死。它们的协同激活形成了一种称为PANoptosis的新机制，由PANoptosome复合体驱动（Fuchs和Steller，2011年；Sun等人，2024年）。在辐射诱导的肺损伤（RILI）中，焦亡会导致早期损伤和后期纤维化，而辐射也会触发凋亡，从而加重纤维化。这表明PANoptosis可能是RILI病理的核心（Gao等人，2019年；Song等人，2025年）。尽管其确切触发因素尚不清楚，但针对PANoptosis的疗法为肺纤维化及相关肺部疾病提供了有希望的治疗途径。

L.f. Willci种的Acacia catechu是一种豆科植物，由于其强大的调节作用，在传统中医（TCM）中已使用了数个世纪（Kumari等人，2022年）。在中医中，L.f. Willci种的Acacia catechu被认为可以清肺化痰，常单独使用或与其他草药配伍用于配制中药方剂。根据《医山正药》，L.f. Willci种的Acacia catechu可以“消除痰热并解渴”。《本草纲目》进一步指出，它可以“清除膈肌的热邪，转化痰液并生成体液”，适用于由痰热引起的咳嗽和咳痰（Wang等人，2019年）。有趣的是，RILI的典型症状（持续咳嗽、呼吸困难和痰液产生）与中医中的“痰热阻肺”证候高度吻合。鉴于L.f. Willci种的Acacia catechu在清肺热和化痰方面的传统应用，它成为RILI管理的合理候选药物。Lupenone（LUP）是一种五环三萜类化合物，存在于L.f. Willci种的Acacia catechu中（Li，2010年）。先前的研究表明，LUP对多种代谢紊乱具有治疗潜力。进一步的研究表明，LUP作为潜在抑制剂，可能在SARS-CoV-2病毒感染和肺癌的治疗中发挥有益作用（Su等人，2024年）。此外，LUP通过直接作用于气道上皮细胞来调节黏蛋白的产生和基因表达，这可能是治疗各种炎症性肺疾病的传统机制（Yoon等人，2015年）。这一作用证实了该草药的传统化痰效果。因此，我们假设LUP作为关键活性成分，可能通过靶向特定的病理过程来缓解RILI，从而将其中医应用与现代药理学联系起来。然而，目前尚不清楚LUP是否通过调节LOXL2蛋白稳定性及其下游的PANoptosis通路来缓解RILI，也不清楚RNF168介导的泛素化是否参与其中。

因此，本研究旨在探讨LUP在RILI中的作用和机制，重点关注其促进RNF168介导的LOXL2蛋白泛素化及降解的潜力，以及对LOXL2驱动的PANoptosis的影响。具体来说，我们试图确定LUP是否通过靶向这一新的LOXL2/RNF168/PANoptosis轴来发挥保护作用。本工作的创新之处在于将中医来源的化合物LUP纳入RILI的分子发病机制中，提出并研究了将LOXL2蛋白泛素化降解与PANoptosis联系起来的机制，从而为RILI的干预提供了新的视角和潜在的治疗靶点。

材料与试剂

LUP（C₃₀H₄₈O，分子量424.7 g/mol，纯度98%）购自Macklin有限公司（中国上海）。针对α-SMA（bs10196R）、胶原I（bs0578R）、p-MLKL（bsm-54104R）和MLKL（bsm-52256R）的抗体购自Biosynthesis Biotechnology有限公司（中国北京）。针对IL-1β的抗体（AF-401NA）和Mouse IL-1 beta/IL-1F2 Quantikine ELISA试剂盒（MLB00C）购自R&D Systems公司（美国明尼阿波利斯）。以下一级抗体来自Santa Cruz Biotechnology公司（Santa

LUP减轻RILI的不良反应

我们进一步评估了LUP对改善RILI小鼠肺功能的影响。LUP处理后，测量了所有组别中肺湿重与干重的比例。LUP抑制了RT诱导的小鼠肺湿重与干重比例的增加（图1A）。此外，生化指标分析显示，与对照组相比，模型小鼠的MDA水平显著升高，而SOD水平降低，表明RILI小鼠存在肺损伤（图1B-C）。LUP

讨论

RILI对接受放射治疗的胸部或乳腺癌患者构成了巨大挑战，限制了治疗辐射剂量的有效性并影响了患者的预后（Baskar等人，2012年；Liu等人，2025a年）。尽管精准放射治疗技术的进步将临床明显的RILI发生率降低到约10-15%，但放射学研究表明亚临床肺变化的发病率显著更高

结论

总之，本研究表明LUP通过RNF168促进LOXL2蛋白的泛素化和降解，导致肺成纤维细胞中的LOXL2蛋白水平降低。此外，LUP调节了LOXL2介导的ZBP1-PANoptosis通路，从而减少了PANoptosis。我们的发现表明LUP是治疗辐射诱导的肺损伤的有希望的候选药物。随着LUP向临床应用的推进，对其进行的系统临床前研究将

CRediT作者贡献声明

王思颖：方法学、实验设计、数据分析、初稿撰写。

朱万军：方法学、实验设计、初稿撰写。

修梦雪：方法学、数据分析、初稿撰写。

赵贵云：实验设计。

侯宇：概念提出、资源获取、监督、审稿与编辑。

孙海明：概念提出、资源获取、监督、资金筹集、审稿与编辑。

所有数据均为内部生成，未使用任何第三方数据生成服务。

CRediT作者贡献声明

王思颖：初稿撰写、方法学设计、资金筹集。朱万军：初稿撰写、方法学设计、实验设计。修梦雪：初稿撰写、方法学分析。赵贵云：实验设计。侯宇：审稿与编辑、监督、资源获取。孙海明：审稿与编辑、软件使用、资源获取、概念提出。

利益冲突声明

作者声明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。

致谢

本研究得到了吉林省自然科学基金（YDZJ202501ZYTS775）的支持。

本研究的概念提出、方法学开发、实验设计、初稿撰写、数据管理、数据分析、编辑、解释和最终修订由王思颖、朱万军、修梦雪、赵贵云、侯宇和孙海明共同完成。