《Nutrients》：Astilbin Alleviates Gouty Arthritis via Regulating NLRP3 Inflammasome and NF-κB Signaling Pathway: A Comprehensive Study on In Vitro and In Vivo Experimental Models
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背景/目的：痛风性关节炎（GA）是一种由嘌呤代谢增加引起的炎症性疾病。当前抗GA疗法的局限性仍是一个主要挑战。研究人员前期研究发现，光叶菝葜（Smilax glabra Roxb.）中的主要黄酮类化合物花旗松素（astilbin）具有潜在的抗GA作用。方法：本
背景/目的：痛风性关节炎（GA）是一种由嘌呤代谢增加引起的炎症性疾病。当前抗GA疗法的局限性仍是一个主要挑战。研究人员前期研究发现，光叶菝葜（Smilax glabra Roxb.）中的主要黄酮类化合物花旗松素（astilbin）具有潜在的抗GA作用。方法：本研究建立了小鼠单钠尿酸盐（MSU）诱导的关节炎模型和利用小鼠骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）的炎症模型。结果：数据显示，花旗松素减轻了MSU诱导的小鼠关节肿胀和炎症浸润，恢复了脂多糖（LPS）/MSU诱导的细胞活力降低，并抑制了炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表达水平。进一步研究表明，花旗松素显著降低了MSU诱导的NLRP3和P-p65蛋白水平升高，以及ASC、P-IKKα、P-IκBα和cleaved-caspase-1的表达。结论：本研究提示，花旗松素可能是一种有前景的天然产物，通过抑制NLRP3炎症小体（NLRP3 inflammasome）和NF-κB信号通路（NF-κB signaling pathway）的活化来治疗GA。
**论文解读文章**
**研究背景与问题**
痛风性关节炎（GA）是一种由单钠尿酸盐（MSU）晶体在关节沉积引起的炎症性疾病，与嘌呤代谢紊乱相关，表现为关节肿胀、疼痛和反复发作。随着高嘌呤和高蛋白饮食的普及，痛风发病率逐年上升。现有治疗药物如非甾体抗炎药（NSAIDs）、秋水仙碱和降尿酸药物（如别嘌醇、非布司他）存在副作用多、耐药性及患者依从性差等问题，亟需开发更安全有效的替代疗法。光叶菝葜（Smilax glabra Roxb.）在中国长期作为凉茶和糕点原料，具有清热利湿功效，其传统功效与中医对GA“湿热”病机的认识一致。研究人员前期研究证实光叶菝葜中的黄酮类成分花旗松素（astilbin）是主要活性成分之一，但具体抗GA机制尚不明确。MSU作为危险信号可激活NLRP3炎症小体（NLRP3 inflammasome）并触发炎症反应，同时Toll样受体（TLRs）识别MSU后激活NF-κB信号通路（NF-κB signaling pathway），诱导炎症因子（如IL-1β）转录和释放，两者相互放大炎症反应。因此，探索花旗松素是否通过调控NLRP3/NF-κB通路发挥抗GA作用具有重要意义。
**研究内容与结论**
本研究采用MSU诱导的小鼠急性GA模型和LPS/MSU刺激的BMDMs炎症模型，系统评估花旗松素的抗炎作用及机制。结果表明：花旗松素（25和50 mg/kg）显著减轻小鼠踝关节肿胀，提前肿胀高峰时间，并减少关节组织炎症浸润；在BMDMs中，花旗松素（5-20 μM）恢复LPS/MSU诱导的细胞活力下降，并呈剂量依赖性抑制IL-1β、IL-6和TNF-α分泌。机制上，花旗松素显著抑制NLRP3、ASC和cleaved-caspase-1蛋白表达，阻断NLRP3炎症小体激活；同时抑制IKKα、p65和IκBα的磷酸化及p65核转位，从而阻断NF-κB信号通路。通过使用NF-κB抑制剂PDTC和NLRP3抑制剂MCC950进行药理学验证，发现花旗松素与这些抑制剂联合使用无叠加效应，证实其抗炎作用依赖这两条通路。本研究首次证明花旗松素通过调控NLRP3/NF-κB通路缓解MSU诱导的痛风炎症，且高剂量花旗松素（50 mg/kg）在减轻关节肿胀和炎症因子产生方面与秋水仙碱（1 mg/kg）效果相当或更优，且花旗松素在100 μM时仍无细胞毒性，而秋水仙碱在0.8 μM即出现毒性。论文发表在《Nutrients》。
**关键技术方法**
1. **体内模型**：采用C57BL/6小鼠踝关节注射MSU悬液（100 mg/kg）建立急性GA模型，分组为正常对照、模型、秋水仙碱（1 mg/kg）、花旗松素低剂量（25 mg/kg）和高剂量（50 mg/kg）组，连续灌胃7天。
2. **体外模型**：从小鼠骨髓分离BMDMs，经M-CSF（20 ng/mL）诱导7天，流式细胞术鉴定F4/80和CD11b双阳性率>95%后，用LPS（500 ng/mL）预刺激6 h，再加MSU（100 μg/mL）刺激4 h建立炎症模型。
3. **蛋白表达检测**：Western blot检测NLRP3、ASC、caspase-1、P-IKKα、P-p65、P-IκBα等蛋白，ELISA检测IL-1β、IL-6、TNF-α分泌水平。
4. **药理学抑制验证**：使用NF-κB抑制剂PDTC（25 μM）和NLRP3抑制剂MCC950（2.5 μM）处理BMDMs，验证通路特异性。
**研究结果**
**3.1 花旗松素低细胞毒性且维持MSU/LPS诱导炎症模型中BMDMs活力**
通过CCK-8法，MSU≥250 μM或秋水仙碱≥0.8 μM时细胞活力下降，而花旗松素5-100 μM范围内无细胞毒性；花旗松素（5-100 μM）和秋水仙碱（0.1-0.6 μM）均有效缓解LPS/MSU诱导的细胞活力降低，但花旗松素超过20 μM时效果不再显著增加，故后续选用5、10、20 μM。
**3.2 花旗松素减轻小鼠GA模型踝关节肿胀和炎症浸润**
MSU注射后2 h模型组踝关节肿胀显著增加，6 h达峰值；花旗松素（25和50 mg/kg）从6 h起显著降低肿胀度，并将峰值提前至4 h。H&E染色显示，模型组滑膜上皮细胞多层增生、大量炎症细胞浸润、成纤维细胞增殖和血管新生；花旗松素组滑膜增生和炎症浸润减轻，高剂量组接近正常。ImageJ定量分析显示，花旗松素呈剂量依赖性降低炎症浸润面积（p<0.05或p<0.01）。
**3.3 花旗松素抑制体外BMDMs和体内踝关节炎症因子分泌**
ELISA结果显示，LPS/MSU刺激后BMDMs上清液中IL-1β、IL-6和TNF-α显著升高，花旗松素呈剂量依赖性降低其水平；体内踝关节组织匀浆中同样检测到MSU诱导的炎症因子升高，花旗松素也呈剂量依赖性抑制。
**3.4 花旗松素抑制BMDMs中NF-κB信号通路和NLRP3炎症小体激活**
Western blot显示，LPS/MSU显著升高NLRP3、ASC和cleaved-caspase-1蛋白水平，花旗松素（5、10、20 μM）呈剂量依赖性降低这些蛋白表达；同时，LPS/MSU显著增加P-IKKα/IKKα、P-p65/p65、P-IκBα/IκBα比值及p65核转位，花旗松素呈剂量依赖性抑制这些磷酸化事件和核转位。
**3.5 花旗松素体内抑制NF-κB信号通路和NLRP3炎症小体激活**
在小鼠踝关节组织中，MSU模型组NLRP3、ASC、cleaved-caspase-1蛋白表达升高，P-p65/p65、P-IκBα/IκBα、P-IKKα/IKKα比值升高，花旗松素（25和50 mg/kg）呈剂量依赖性抑制这些变化。
**3.6 NF-κB和NLRP3通路药理学抑制验证花旗松素作用机制**
PDTC（25 μM）显著降低LPS/MSU诱导的p65和IκBα磷酸化，与花旗松素联合无叠加抑制；MCC950（2.5 μM）显著降低NLRP3和ASC表达，与花旗松素联合也无叠加效应；ELISA显示PDTC和MCC950均显著降低IL-1β分泌，与花旗松素联合无进一步抑制，证实花旗松素通过NF-κB和NLRP3通路发挥抗炎作用。
**讨论与结论**
讨论部分指出，GA的常规治疗（NSAIDs、秋水仙碱、降尿酸药）存在副作用和患者依从性差等问题，而天然多酚类化合物具有抗炎和抗氧化潜力。光叶菝葜在亚洲有长期食用历史，花旗松素作为其主要黄酮成分，前期研究显示可降尿酸、抗炎。本研究中花旗松素在100 μM时仍无细胞毒性，而秋水仙碱≥0.8 μM即出现毒性，提示其作为膳食补充剂的开发潜力。研究还发现秋水仙碱同样抑制NLRP3和NF-κB通路，但机制可能不同于微管解聚作用，需进一步研究。药理学抑制实验提供了因果证据，但未来需结合基因敲除模型（如NLRP3-/-或p65-/-）进一步验证。
**结论**：本研究证明，天然黄酮类化合物花旗松素在体外和体内模型中显著抑制MSU诱导的痛风性关节炎。其作用机制涉及抑制NF-κB信号转导和减弱NLRP3炎症小体激活，从而减少巨噬细胞中IL-1β分泌和炎症浸润，并减轻关节滑膜组织肿胀。鉴于其安全性来源，花旗松素可能作为新型膳食补充剂用于GA的日常预防和管理，但需进一步临床研究验证其在人体中的疗效和安全性。
