黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)提取物与黄芩素(Baicalein)对甲巯咪唑(Methimazole)诱导损伤模型中嗅觉功能障碍及神经行为改变的治疗作用

《Agronomy》：Therapeutic Effects of Scutellaria baicalensis Georgi Extract and Baicalein on Olfactory Dysfunction and Neurobehavioral Alterations in a Methimazole-Induced Injury Model

　　

背景：嗅觉功能障碍(Olfactory dysfunction)与病毒感染、毒性损伤、衰老及神经退行性疾病相关，嗅上皮(Olfactory epithelium, OE)损伤会损害嗅觉功能及相关神经行为。本研究评估了黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi, SBG)提取物及其主要黄酮成分黄芩素(Baicalein)在甲巯咪唑(Methimazole)诱导的小鼠嗅觉功能障碍模型中的修复作用。方法：以甲巯咪唑诱导小鼠嗅上皮损伤，随后给予SBG提取物或黄芩素干预。通过觅嗅实验(Odor-finding test)、新物体识别(New Object Recognition, NOR)实验、Morris水迷宫(Morris Water Maze, MWM)、旷场实验(Open Field Test, OFT)和高架十字迷宫(Elevated Plus Maze, EPM)评估嗅觉及神经行为功能。采用组织学、免疫组织化学及体外实验评估上皮再生、表达嗅标记蛋白(Olfactory Marker Protein, OMP)的成熟嗅觉感觉神经元(Olfactory Sensory Neurons, OSNs)及增殖活性。结果：甲巯咪唑致严重嗅上皮损伤，损害嗅觉行为并降低学习记忆能力。SBG提取物和黄芩素处理显著改善嗅觉及认知功能。组织学与免疫组化分析证实上皮结构及嗅觉神经元恢复。体外实验中SBG提取物增加上皮细胞密度并调节增殖活性。结论：SBG提取物与黄芩素可促进嗅觉功能恢复并改善神经行为学结局，提示其作为嗅觉功能障碍治疗药物的潜力。

《黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)提取物与黄芩素对甲巯咪唑诱导嗅上皮损伤模型嗅觉功能障碍及神经行为改变的治疗作用》论文解读

研究背景与立项依据

嗅觉功能障碍影响约20%~25%的一般人群，在老年人群中患病率超60%，新冠(COVID-19)大流行后post-viral olfactory loss更受关注。病毒及炎症损伤可破坏嗅觉感觉神经元(Olfactory Sensory Neurons, OSNs)、支持细胞(Sustentacular cells, Sus cells)并损害嗅上皮(Olfactory Epithelium, OE)再生能力，导致持续性嗅觉减退或丧失。OE是少数具备终身再生能力的神经上皮组织，依赖水平基底细胞(Horizontal Basal Cells, HBCs)与球状基底细胞(Globose Basal Cells, GBCs)的激活、增殖与分化来替代受损OSNs并维持稳态。甲巯咪唑(Methimazole)可经细胞色素P450代谢产生活性代谢产物，选择性诱导成熟OSNs凋亡并造成OE损伤，是常用的嗅觉神经损伤模型。黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi, SBG)含黄芩苷(Baicalin)、黄芩素(Baicalein)等黄酮类成分，具抗氧化、抗炎及神经保护作用。本研究旨在探讨SBG提取物及黄芩素能否促进甲巯咪唑致OE损伤后的上皮再生、恢复嗅觉功能并改善相关神经行为学改变。本文发表于《Life》(MDPI, Life 2026, 16, 1037)，属药理学与神经科学交叉领域的基础实验研究。

主要关键技术方法概述

研究人员选用8周龄雄性瑞士白化小鼠(Swiss albino mice)，以单次腹腔注射甲巯咪唑(50 mg/kg)诱导OE损伤，设正常对照组、病理模型组(蒸馏水)、SBG提取物低/高剂量组(100、200 mg/kg)、黄芩素低/高剂量组(20、40 mg/kg)及阳性对照多奈哌齐(Donepezil, 1.5 mg/kg)组，经灌胃给药。行为学检测包括觅嗅实验(Odor-finding test)、新物体识别(NOR)实验、Morris水迷宫(MWM)空间学习与记忆测试、旷场实验(OFT)与高架十字迷宫(EPM)焦虑样行为测试。处死后取鼻中隔OE行H&E染色测上皮厚度，免疫组化检测成熟OSNs标志物嗅标记蛋白(Olfactory Marker Protein, OMP)及增殖标志物Ki67。体外分离培养原代小鼠OE基底干细胞，以SBG提取物(125、625 μg/mL)与黄芩素处理，检测细胞密度(DAPI⁺细胞数)及Ki67⁺增殖细胞比例。数据以均值±标准误表示，多组间比较采用单因素方差分析(One-way ANOVA)结合Tukey事后检验，MWM采用双因素重复测量方差分析，p<0.05为差异有统计学意义。

研究结果

3.1. SBG提取物色谱指纹图谱

LC–MS/MS分析显示SBG乙醇–水提取物富含黄酮苷与黄酮苷元，保留时间5~15 min，以黄芩苷(Baicalin, [M+H]⁺m/z ~447)为主成分，另鉴定出汉黄芩苷(Wogonoside)、黄芩素(Baicalein)、汉黄芩素(Wogonin)及黄芩黄酮类衍生物，确认提取物具典型SBG黄酮富集特征。

3.2. 体内研究(In Vivo Studies)

3.2.1. 嗅觉功能恢复(Olfactory Function Recovery)

觅嗅实验显示模型组找食潜伏期显著延长、靶区停留时间缩短(p<0.001 vs 对照组)；SBG提取物与黄芩素各剂量组均显著降低找食潜伏期并增加靶区探索时间(p<0.05或p<0.01 vs 模型组)，提示嗅觉探测与信号传导功能获得恢复。

3.2.2. SBG提取物与黄芩素对学习记忆的影响(Effects on Learning and Memory Performance)

MWM测试中模型组目标象限停留时间及平台穿越次数低于对照组(p<0.05)，NOR实验虽未达统计学显著性但呈类似趋势。游泳速度各组无差异，排除运动能力干扰。SBG提取物与黄芩素治疗组目标象限停留时间及平台穿越次数较模型组显著增加(p<0.05或p<0.01)，表明空间学习与记忆能力改善，可能源于嗅觉传入恢复及化合物对中枢的直接神经保护/神经调节作用。

3.2.3. SBG提取物与黄芩素对焦虑样行为的影响(Effects on Anxiety-like Behavior)

OFT(中央区停留时间、进入次数)与EPM(开放臂停留百分比、进入百分比)各指标组间均无统计学显著差异(p>0.05)，提示本急性甲巯咪唑损伤模型未诱发明显焦虑/抑郁样行为改变，治疗后的轻微改善倾向可能与嗅觉恢复有关但未达显著性。

3.3. 嗅上皮厚度与免疫组化(OE Thickness and Immunohistochemistry)

H&E染色示模型组OE显著变薄、细胞层数减少；SBG与黄芩素组OE厚度较模型组明显增加(p<0.0001)。免疫组化示模型组OMP⁺(成熟OSNs)与Ki67⁺(增殖基底/祖细胞)细胞数显著减少(p<0.0001 vs 对照组)；治疗后两组标志物细胞数均显著回升(p<0.05~p<0.0001 vs 模型组)，证实SBG与黄芩素可促进基底细胞增殖活化及OSNs分化成熟，恢复OE结构。

3.4. 原代嗅上皮细胞增殖(Primary Olfactory Epithelial Cell Proliferation)

体外培养中原代OE细胞经SBG提取物(尤625 μg/mL)与黄芩素处理后，DAPI⁺总细胞密度较对照组显著升高，但Ki67⁺/DAPI⁺增殖指数反而低于未处理培养对照组。提示SBG与黄芩素主要通过增强细胞存活、减少凋亡及维持上皮细胞池，而非直接强力促增殖来提高培养细胞密度，且SBG全提物效果优于单体黄芩素，可能源于多黄酮成分协同作用。

讨论与结论翻译

本研究表明，甲巯咪唑(50 mg/kg)致OE结构与OSNs损伤，伴嗅觉功能减退及空间学习记忆受损。SBG提取物与黄芩素处理可恢复OE厚度、增加OMP⁺成熟神经元与Ki67⁺增殖细胞、改善觅嗅能力与MWM空间记忆表现。体外实验提示其作用部分通过维护嗅上皮细胞存活与群体密度实现。认知改善可能综合了外周嗅觉信号传入恢复及SBG黄酮成分对海马等脑区的直接抗氧化、抗凋亡与线粒体保护效应。OFT与EPM未见显著组间差异，可能与本模型为亚急性损伤且OE具快速再生能力、未诱发持续情绪环路改变有关。本研究局限性在于未追踪基底细胞→祖细胞→未成熟OSNs→成熟OSNs谱系演进的具体分子信号通路。综上，结论(Conclusions)： 本研究提供了SBG提取物与黄芩素对甲巯咪唑诱导嗅上皮损伤模型中嗅觉功能与记忆恢复作用的研究证据。该效应通过改善嗅觉探测行为、上皮结构再生、恢复成熟嗅觉神经元群及提升MWM模型中空间记忆能力实现。体外实验表明SBG提取物与黄芩素可通过调节细胞动力学、增加成熟细胞密度促进嗅上皮细胞再生。上述结果提示SBG作为嗅觉功能障碍治疗候选药物的潜力，并为后续分子机制研究与临床应用开发奠定基础。