莪术-白术药对通过PI3K/AKT/mTOR信号通路增强抗慢性肝损伤的机制评价

《Journal of Ethnopharmacology》:Mechanistic evaluation of Curcumae rhizoma-Atractylodis macrocephalae rhizoma herb pair enhancing anti-chronic everyinjury through PI3K/AKT/mTOR signaling pathway

【字体: 时间:2026年06月09日 来源:Journal of Ethnopharmacology 5.4

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  本研究旨在评价莪术(Curcumae rhizoma, CR)-白术(Atractylodis macrocephalae rhizoma, AMR)药对(PW)治疗慢性肝损伤(chronic hepatic injury, HI)的增效作用、潜在靶点及作用机

  
本研究旨在评价莪术(Curcumae rhizoma, CR)-白术(Atractylodis macrocephalae rhizoma, AMR)药对(PW)治疗慢性肝损伤(chronic hepatic injury, HI)的增效作用、潜在靶点及作用机制。研究人员采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)分析鉴定PW的活性成分,随后在四氯化碳(CCl4)联合高脂饮食诱导的慢性肝损伤大鼠模型及LX-2细胞中评价PW的治疗效应及潜在作用机制。网络药理学方法用于预测PW治疗慢性肝损伤的机制,并整合药物代谢动力学(pharmacokinetics, PK)分析与代谢组学(metabolomics)方法以鉴定关键活性成分及调控信号通路。蛋白质印迹(Western blot, WB)实验和分子 docking 用于揭示主要作用机制。

研究结果显示,共鉴定出1,059种代谢产物,其中正离子模式检测到662种,负离子模式额外检测到397种。网络药理学提示PW的抗慢性肝损伤保护作用可能与PI3K/AKT/mTOR信号通路密切相关。药效学评价表明,与两味单药相比,PW在体内有效抑制了慢性HI的进展。PW显著改善脂质沉积、肝功能、炎症反应及组织病理学损伤;显著降低血清天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和碱性磷酸酶(ALP)活性水平;有效降低肝脏α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达水平;显著抑制PI3K/AKT/mTOR通路的磷酸化水平。药物代谢动力学及组织分布研究结果显示,PW可能提高潜在生物活性化合物如莪术醇(Curcumol)、姜黄二酮(Curdione)、吉马酮(Germacrone)、呋喃二烯(Furanodiene)、白术内酯III(Atractylenolide III)和白术酮(Atractylon)的浓度,从而增强抗慢性肝损伤效应。大鼠肝脏组织的整合代谢组学与蛋白质印迹分析揭示,PW增强的抗慢性肝损伤效应可能与PI3K/AKT/mTOR信号通路相关。LX-2细胞实验表明,姜黄二酮与白术内酯III的联合应用通过降低PI3K/AKT/mTOR通路中蛋白质的磷酸化水平发挥肝保护作用。

研究结论认为,PW显著增加潜在活性化合物的血浆暴露量及肝脏分布水平,作为一种潜在的治疗策略用于慢性HI,通过调控PI3K/AKT/mTOR信号通路发挥增强的抗慢性肝损伤效应,同时伴随纤维化病变的改善。
慢性肝损伤(chronic hepatic injury, HI)是全球常见的肝脏疾病,发病率高,引发严重公共卫生问题,严重影响患者生活质量、心理健康及躯体疾病表现。其诱因多样,包括酒精滥用、病毒感染、脂肪酸代谢异常、毒性胆汁酸、药物及免疫反应等;持续肝损伤可导致肝细胞凋亡、肝硬化甚至肝细胞癌。据世界卫生组织数据,全球每年约200万人死于肝脏疾病,占全部死亡的4%,且该数字仍在上升;中国约有3.4亿-4.8亿人罹患慢性肝病,已成为医学领域亟待解决的紧迫问题。慢性HI主要临床表现为腹痛、恶心、食欲不振、乏力伴虚弱,其致病机制尚不明确,目前临床缺乏公认有效的治疗方法,故针对慢性HI高危人群的干预措施尤为重要。

中医药在慢性HI防治中展现出显著潜力。据中医理论,慢性HI归属于"积聚""癥瘕""胁痛"等范畴,主要病机为脏腑气血失调,尤以气虚血瘀为关键。《医宗必读》指出"积之成者,正气不足,而后邪气踞之",因此益气活血为治疗慢性肝损伤的常用治法,代表方如益气活血方、扶正化瘀方等。近年来研究表明,中药可通过多靶点、多通路机制发挥治疗作用,包括抑制免疫炎症反应、减轻氧化应激等。

药对(herb pair)是中药复方配伍的基本组成单位,旨在增强特定治疗效果。莪术-白术药对(PW)是益气活血的经典药对,源自张锡纯《医学衷中参西录》。莪术(Curcumae rhizoma, CR)为姜科植物蓬莪术、广西莪术或温郁香的干燥根茎,具有行气破血、消积止痛之效,主要活性成分为莪术醇、呋喃二烯、吉马酮、姜黄素及β-榄香烯等,既往研究证实其具有显著肝保护作用。白术(Atractylodis macrocephalae rhizoma, AMR)为菊科植物白术的干燥根茎,始载于《神农本草经》,具健脾益气、燥湿利水之功,主要含倍半萜类成分如白术内酯III、II、I及白术酮等,具有抗炎、抗肿瘤、保肝及调节脂质代谢等多重药理活性。

PW合用体现中医"活血不伤正、扶正不碍滞"的配伍思想。张锡纯指出"莪术非如三棱之精悍,然其力甚雄,与人参、白术、黄芪并用,能开胃进饮食,调和气血";对于久瘀坚结之证,须佐以补药方保无虞。历代医家认为莪术药性峻猛不宜久服,必以健脾开胃、补气扶正之品辅之;白术与莪术配伍可补气不滞,防止莪术破血太过而伤正,两药相使增效,契合王清任《医林改错》"益气活血"之治则。载有PW的经典名方包括《世医得效方》千金养脾丸、《医学衷中参西录》理冲汤、《圣济总录》蓬莪术散、《仁术便览》沉香生气汤及小蓟正元散等。现代国医大师李玉贤、朱南孙灵活运用PW治疗疾病,临床疗效显著。含PW的复方制剂如和络舒肝胶囊、养正消积胶囊、三七脂肝丸等广泛用于肝损伤、肝纤维化、肝硬化等肝脏疾病的治疗。

PI3K/AKT/mTOR信号通路在肝脏疾病的发生发展中具有重要作用。研究表明,莪术可通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路磷酸化诱导肝星状细胞凋亡以改善肝纤维化;吉马酮可通过该通路调节自噬减轻肝损伤;白术内酯III可通过抑制PI3K/AKT通路改善肝纤维化。因此,调控PI3K/AKT/mTOR通路与延缓慢性HI病理进程密切相关。

主要关键技术方法:研究构建了CCl4联合高脂饮食诱导的慢性肝损伤大鼠模型,并以人肝星状细胞系LX-2作为体外研究对象;采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)进行成分鉴定;运用网络药理学预测PW作用机制并辅以分子对接验证;整合药物代谢动力学分析(含组织分布研究)与代谢组学方法鉴定关键活性成分及调控通路;采用蛋白质印迹实验验证通路蛋白表达及磷酸化水平;通过分子 docking 揭示主要作用机制。

研究结果:

一、PW主要成分的鉴定。采用UPLC-Q-TOF-MS对PW主要成分进行鉴定,总离子流图及基峰强度图显示,共鉴定出662种正离子模式和397种负离子模式代谢产物,共计1,059种。排名前50的成分包括瓜氨酸、L-脯氨酸、甘氨酰甘氨酸、色氨酸、胱氨酸、脲基丙酸等,分别来源于莪术和白术。

二、网络药理学预测PW作用机制。网络药理学分析提示,PW的抗慢性肝损伤保护作用可能与PI3K/AKT/mTOR信号通路密切相关,为后续机制研究提供方向。

三、药效学评价。PW与两味单药相比,在体内有效抑制慢性HI进展;显著改善脂质沉积、肝功能、炎症反应及组织病理学损伤;显著降低血清AST、ALT和ALP活性水平;有效降低肝脏α-SMA表达水平;显著抑制PI3K/AKT/mTOR通路的磷酸化水平,证实PW具有增强的治疗效应。

四、药物代谢动力学及组织分布研究。PW可提高潜在生物活性化合物如莪术醇、姜黄二酮、吉马酮、呋喃二烯、白术内酯III和白术酮的血浆浓度及肝脏分布水平,从而增强抗慢性肝损伤效应。

五、整合代谢组学与蛋白质印迹分析。大鼠肝脏组织的代谢组学与蛋白质印迹联合分析揭示,PW增强的抗慢性肝损伤效应与PI3K/AKT/mTOR信号通路的调控相关。

六、LX-2细胞实验。姜黄二酮与白术内酯III的联合应用可通过降低PI3K/AKT/mTOR通路中蛋白质的磷酸化水平发挥肝保护作用,验证了PW的协同增效机制。

讨论部分总结:本研究从临床需求出发,针对慢性HI发病率高、治疗手段有限的现状,基于PW的经典配伍理论,采用多学科交叉技术体系系统阐释了其增效机制。研究首先通过UPLC-Q-TOF-MS全面表征PW的化学组成,继而借助网络药理学预测PI3K/AKT/mTOR通路为关键调控靶点,经体内外实验反复验证,形成了"成分鉴定-靶点预测-药效验证-机制阐明"的完整证据链。值得注意的是,药物代谢动力学研究揭示PW配伍可促进活性成分在肝脏的靶向分布,为理解中药药对"相使相须"的配伍内涵提供了现代科学依据。研究中关于姜黄二酮与白术内酯III协同调控PI3K/AKT/mTOR通路的发现,不仅解释了PW增效的物质基础,也为开发针对慢性HI的组分中药或质量标志物提供了候选分子。该研究发表于《Journal of Ethnopharmacology》,为中药药对现代化研究提供了示范性方法学框架,对推动中医药治疗慢性肝病的科学认知与临床转化具有重要意义。

研究结论:PW可显著改善慢性HI的脂质沉积、肝功能、炎症及组织病理学损伤;明显对抗慢性HI大鼠全血黏度升高状态,显著降低血清AST、ALT和ALP活性水平,有效减少肝脏α-SMA表达;PW增强的治疗效应通过调控PI3K/AKT/mTOR信号通路得以实现;PW显著增加潜在活性化合物的血浆暴露量及肝脏分布水平,为慢性HI的治疗提供了新的策略与视角。
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