《Journal of Equine Veterinary Science》：Senegenin Attenuates LPS-Induced Neuroinflammation and Microglial Cell Death via Akt Phosphorylation and Suppression of cGAS-STING-NLRP3 Signaling: Network Pharmacology and Experimental Validation
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Senegenin通过抑制cGAS-STING通路和调节Akt信号缓解小胶质细胞炎症反应，保护线粒体和DNA免受损伤，为神经退行性疾病治疗提供新机制。
Chandan Chauhan | Ravinder K. Kaundal
药理学与毒理学系，国家制药教育与研究学院（NIPER-R），Raebareli（NIPER-R），Transit Campus，Bijnor-Sisendi Road，Sarojini Nagar，靠近CRPF基地营地，Lucknow（UP），226002
摘要：
民族药理学意义
Senegenin是一种主要从Polygala tenuifolia Willd.（远志科）中提取的生物活性苷元，这是一种传统中药（“元芝”），广泛用于治疗认知障碍和中枢神经系统疾病。尽管已有研究表明senegenin具有神经活性和抗炎作用，但其调节小胶质细胞驱动的神经炎症的细胞内机制尚未完全明了。
研究目的
本研究旨在探讨senegenin对脂多糖（LPS）刺激的小胶质细胞炎症反应的影响，并阐明其抗炎活性的分子机制，特别关注Akt和cGAS-STING通路。
材料与方法
采用综合网络药理学策略预测senegenin相关的分子靶点和信号通路，并在LPS刺激的N9小胶质细胞中进行机制验证。通过流式细胞术、免疫荧光、免疫印迹和生化测定方法评估氧化应激、线粒体功能、DNA损伤、炎性小体激活和炎症信号传导。
结果
网络药理学分析确定了110个重叠靶点，包括CASP3、PIK3CA和HIF1A，这些靶点在PI3K-Akt和HIF-1信号通路中显著富集。实验验证表明，senegenin显著抑制了LPS诱导的活性氧生成，保持了线粒体膜电位（Δψm），并减少了线粒体和核DNA损伤。这些效应与Akt磷酸化的恢复以及cGAS-STING-TBK1-IRF3信号通路的协同抑制有关，表现为STING、TBK1和IRF3的磷酸化降低，同时IFN-β表达减少。Senegenin还抑制了NF-κB/NLRP3炎性小体的启动和激活，使凋亡信号向细胞存活方向转变（Bax减少，Bcl-2增加），并降低了促炎介质的表达，包括TNF-α、IL-6、IL-1β、COX-2和iNOS。
结论
本研究证明，senegenin通过限制氧化应激和DNA损伤来减弱LPS诱导的小胶质细胞炎症激活，从而抑制cGAS-STING依赖的炎症信号通路和相关的细胞死亡途径，可能通过Akt磷酸化实现。尽管这些发现仅限于细胞模型，但为senegenin的民族药理学基础提供了机制上的见解，并为未来对其在神经系统疾病中的神经保护作用进行体内研究奠定了基础。
引言
神经炎症是多种神经退行性疾病（包括阿尔茨海默病（AD）、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症和缺血性中风）的关键病理过程（Adamu等人，2024；Pandey等人，2025）。在AD中，病理刺激（如β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块和tau纤维缠结）会持续激活小胶质细胞，导致持续的炎症信号传导、促炎细胞因子升高和活性氧生成，进而导致神经元功能障碍和疾病恶化。这种持续的先天免疫激活在AD的早期和晚期阶段都起着重要作用，不仅加剧了神经退行性变，还影响了淀粉样蛋白和tau病理，最终加速了认知衰退和神经退行性进程（Yang等人，2025；Zhang等人，2025）。
小胶质细胞作为中枢神经系统（CNS）的常驻免疫细胞，对维持神经元稳态至关重要；然而，它们的过度或慢性激活会导致促炎细胞因子和ROS的过度产生，从而引发氧化应激、线粒体功能障碍和神经元损伤（Qin等人，2023；Zhang等人，2023）。LPS是一种来自革兰氏阴性细菌的强效内毒素，在体外常用于模拟神经炎症状态，通过激活TLR4信号通路促进IL-6、TNF-α和IL-1β等细胞因子的释放（Maity等人，2025；Skrzypczak-Wiercioch和Salat，2022）。持续的小胶质细胞激活还会导致DNA氧化损伤并触发程序性细胞死亡途径，包括焦亡和凋亡，最终促进神经退行性变（Cai等人，2025；Li等人，2023）。
在调节这些反应的细胞内信号级联中，cGAS-STING通路已成为对胞质DNA反应的先天免疫激活的核心介质（Chen等人，2016）。cGAS的激活会导致cGAMP的合成，cGAMP与STING结合，进而磷酸化TBK1和IRF3，从而诱导I型干扰素和炎症细胞因子的转录（Hopfner和Hornung，2020）。尽管这一通路对宿主防御至关重要，但其失调会导致慢性神经炎症和神经元死亡（Chauhan和Kaundal，2023b）。线粒体损伤是LPS诱导应激的标志，可导致mtDNA释放到细胞质中，从而独立于TLR4激活cGAS-STING通路并放大神经炎症信号（Li等人，2022）。最新证据表明，Akt激酶作为cGAS活性的负调节因子，Akt和cGAS-STING通路之间的相互作用在平衡中枢神经系统中的保护性炎症和病理性炎症中起着关键作用（Seo等人，2015）。
Polygala tenuifolia Willd.（远志科）在中医中被称为“元芝”，几个世纪以来一直被用于增强记忆力，治疗失眠、抑郁和痴呆等神经和精神疾病（Deng等人，2020）。据报道，从Polygala tenuifolia根中提取的皂苷在动物模型中会引起胃肠道不良反应，包括进食行为障碍、腹部膨胀和胃肠道淤积（Guan等人，2012）。
Senegenin被认为是Polygala tenuifolia根中的关键生物活性成分。重要的是，Polygala tenuifolia根中的皂苷在体内会发生水解和代谢性去糖基化，生成活性苷元senegenin。这种结构转化降低了母皂苷的毒性，同时保持了或增强了其药理活性（Xu等人，2018）。由于其较低的分子量（约537 kDa）和较高的脂溶性，senegenin具有良好的血脑屏障（BBB）通透性，能够发挥对中枢神经系统的作用。越来越多的实验证据表明，senegenin可改善认知表现，增强学习和记忆能力，并对各种形式的神经炎症和神经元损伤具有神经保护作用（Chen等人，2022；Jia等人，2025a；Li等人，2017；Tian等人，2022；Yan等人，2025；Zhang等人，2025）。
此外，临床观察显示，senegenin与β-阿萨隆联合使用并配合美金刚治疗中重度AD患者可显著改善治疗效果。这种联合疗法具有良好的耐受性，没有额外的不良反应，支持senegenin作为神经保护剂的临床潜力（Chang和Teng，2018；Dong等人，2018）。
Senegenin还能改善线粒体能量代谢，减少脂质过氧化，并上调抗氧化酶（如SOD和GSH-Px），从而减轻氧化损伤（Jia等人，2025b）。在帕金森病模型中，senegenin可减轻多巴胺能神经元的丢失，减少α-突触核蛋白聚集，并恢复纹状体多巴胺水平（Zhang等人，2023）。此外，senegenin通过抑制NF-κB和MAPK信号通路抑制小胶质细胞激活和促炎细胞因子的产生（Lv等人，2016；Zhang等人，2025）。
此外，senegenin还能激活PI3K/Akt信号通路，通过上调Bcl-2/Bax比率并抑制caspase-3介导的凋亡来促进神经元存活（Pi等人，2016）。它还对Aβ1-42诱导的PC12细胞毒性具有保护作用，突显了其在阿尔茨海默病模型中的治疗意义（Ren等人，2022）。此外，senegenin能够维持线粒体膜电位，保持钙平衡，并抑制ROS诱导的线粒体损伤，这些都是神经退行性和小胶质细胞功能障碍的核心事件（Jia等人，2025b）。尽管取得了这些进展，senegenin调节小胶质细胞介导的神经炎症的精确分子机制，特别是与Akt和cGAS-STING信号通路的关系，仍需进一步阐明。
在本研究中，应用网络药理学预测senegenin可能通过哪些候选分子靶点发挥抗LPS诱导的神经炎症作用。随后进行了实验验证，以阐明senegenin在LPS刺激的N9小胶质细胞中的抗炎机制。此外，本研究还探讨了senegenin对Akt和cGAS-STING信号通路以及焦亡和凋亡途径的调节作用。
网络药理学分析
网络药理学
从公开可访问的数据库中系统地检索了与Senegenin和神经炎症相关的药物和疾病靶点，仅限于人类。Senegenin的标准化SMILES结构从PubChem获取，并通过BindingDB和SwissTargetPrediction平台用于靶点预测。神经炎症相关靶点从CTD和GeneCards数据库中汇编。通过将Senegenin与这些数据库进行交集运算，识别出潜在的治疗靶点
网络药理学分析确定了参与神经炎症通路的Senegenin靶点
利用Senegenin的SMILES结构，从公开可用的数据库（BindingDB、SwissTargetPrediction）中预测出146个潜在靶基因。同时，从疾病相关的基因组库中检索出34,457个与神经炎症相关的基因。去除重复项后，Venn图分析显示Senegenin和神经炎症之间存在110个重叠靶点（0.3%）（图1A）。这些重叠基因被视为潜在的治疗靶点，并进一步进行了研究
讨论
本研究结合了网络药理学和实验验证，阐明了Senegenin在LPS诱导的N9小胶质细胞中抗炎作用的分子机制。生物信息学和实验证据共同表明，Senegenin调节与神经炎症相关的多个信号通路，尤其是那些控制氧化应激、线粒体ROS、Δψm、DNA损伤、凋亡和焦亡的通路，主要通过Akt实现
结论
我们的研究表明，Senegenin这种具有神经保护潜力的生物活性化合物能有效减弱LPS诱导的小胶质细胞炎症反应。Senegenin保持细胞活力，减少ROS生成，减轻氧化DNA损伤和小胶质细胞激活。从机制上讲，它恢复了Akt磷酸化并抑制了cGAS-STING介导的NF-κB/NLRP3炎性小体激活，从而限制了焦亡和凋亡性细胞死亡。这些发现表明...
作者贡献声明
Ravinder K Kaundal：撰写 – 审稿与编辑、可视化、监督、项目管理、资金获取、概念构思。Chandan Chauhan：撰写 – 原始草稿、可视化、验证、软件应用、方法学、实验设计、数据分析
未引用的参考文献
Li等人，2024；Zhang等人，2023；Zhang等人，2025。利益冲突声明
作者声明没有财务或非财务上的利益冲突。
数据可用性
本研究的数据可在合理请求下从作者处获得。
利益冲突声明
作者声明没有需要披露的财务或非财务利益冲突。
致谢
作者衷心感谢制药系（DoP）对制药科学研究和创新的持续支持和投入。我们还要感谢印度医学研究委员会（ICMR）和印度政府为进行这项工作的实验室提供的财政支持。
