《Journal of Ginseng Research》：Ginsenoside Re attenuates severe acute pancreatitis-associated acute lung injury by inhibiting pancreatic necroptosis-driven cfDNA release and pulmonary cGAS-STING activation
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背景：重症急性胰腺炎（severe acute pancreatitis, SAP）的高死亡率主要由多器官功能障碍驱动，尤其是急性肺损伤（acute lung injury, ALI），这是一种缺乏特异性药物治疗的病症。人参皂苷Re（Ginsenoside R
背景：重症急性胰腺炎（severe acute pancreatitis, SAP）的高死亡率主要由多器官功能障碍驱动，尤其是急性肺损伤（acute lung injury, ALI），这是一种缺乏特异性药物治疗的病症。人参皂苷Re（Ginsenoside Re, Re）具有已证实的抗炎和抗氧化特性，初步证据表明其在胰腺损伤中具有保护潜力。然而，其在SAP中的确切治疗功效和潜在机制，尤其是在减轻全身并发症方面，仍不完全清楚。目的：本研究旨在探讨Re在SAP中的治疗潜力，并阐明连接胰腺腺泡细胞死亡与肺损伤的潜在机制通路。方法：通过连续7次每小时腹腔注射雨蛙素（cerulein, CER）并最终给予脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）诱导小鼠SAP模型，在诱导期间腹腔注射Re。分离原代胰腺腺泡细胞（pancreatic acinar cells, PACs），并培养小鼠肺微血管内皮细胞（pulmonary microvascular endothelial cells, PMVECs）用于体外研究。通过转录组学和网络药理学分析，随后进行分子对接和实验验证，探讨潜在机制。结果：Re治疗显著减轻SAP小鼠的胰腺损伤，并明显减少腺泡坏死。整合转录组学和网络药理学分析确定坏死性凋亡（necroptosis）是这些效应的关键靶点。据此，Re在体内和体外均抑制了RIPK3/MLKL介导的坏死性凋亡。特异性RIPK3抑制剂GSK872消除了PACs中细胞游离DNA（cell-free DNA, cfDNA）的释放，表明坏死性凋亡是cfDNA的主要来源，并且Re模拟了这些效应。腺泡细胞来源的cfDNA通过激活cGAS-STING通路诱导肺内皮炎症和屏障功能障碍，这些效应被脱氧核糖核酸酶I（DNase I）消除。此外，相关性分析显示小鼠血清cfDNA水平与肺损伤参数呈正相关。进一步的肺转录组学分析证实，Re治疗抑制了体内cfDNA触发的cGAS-STING信号激活，从而有助于显著减轻肺损伤。结论：研究人员的研究揭示了SAP-ALI中一个新的病理轴，其中胰腺坏死性凋亡驱动cfDNA释放，进而激活肺内皮cGAS-STING信号，最终导致远处肺损伤。Re在多个节点中断这一级联反应，主要通过抑制腺泡坏死性凋亡从而限制cfDNA释放，进而减轻局部和全身器官损伤。总之，这些发现阐明了SAP-ALI的新机制基础，并支持Re作为SAP有前景的多靶点治疗药物。
**论文解读文章**
**研究背景**
重症急性胰腺炎（severe acute pancreatitis, SAP）是一种高死亡率疾病，其致死主要原因在于多器官功能障碍，尤其是急性肺损伤（acute lung injury, ALI），但目前缺乏特异性药物治疗。人参皂苷Re（Ginsenoside Re, Re）具有抗炎和抗氧化特性，在胰腺损伤中显示出保护潜力，但其在SAP中缓解全身并发症的具体疗效和机制尚不明确。因此，研究人员开展本研究，旨在探索Re对SAP及SAP-ALI的治疗作用，并阐明胰腺腺泡细胞死亡与肺损伤之间的机制联系。
**研究内容与意义**
研究人员通过体内外实验，证实Re通过抑制胰腺腺泡细胞坏死性凋亡（necroptosis）减少细胞游离DNA（cell-free DNA, cfDNA）释放，进而抑制肺部cGAS-STING信号通路激活，从而减轻SAP-ALI。该研究首次揭示了“胰腺坏死性凋亡-cfDNA释放-肺部cGAS-STING激活”这一新型病理轴，为SAP-ALI的机制理解提供了新视角，并支持Re作为多靶点治疗药物的潜力。论文发表在《Journal of Ginseng Research》。
**主要关键技术方法**
研究人员采用以下关键技术：1）SAP小鼠模型建立：使用雨蛙素（cerulein, CER）联合脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）腹腔注射诱导（小鼠来源：江苏集萃药康生物科技股份有限公司，C57BL/6J雄性小鼠）；2）原代胰腺腺泡细胞（pancreatic acinar cells, PACs）分离与培养，以及小鼠肺微血管内皮细胞（pulmonary microvascular endothelial cells, PMVECs）培养；3）转录组学分析（RNA-seq）和加权基因共表达网络分析（WGCNA）；4）网络药理学分析（从在线数据库获取Re潜在靶点）；5）分子对接和细胞热转变分析（CETSA）评估Re与靶蛋白的相互作用；6）Western blotting、RT-qPCR和组织病理学评估（H&E染色及评分）。
**研究结果**
**Re attenuates SAP pancreatic injury, with a pronounced effect on necrosis**
通过组织病理学评估，Re治疗显著减轻SAP小鼠胰腺整体损伤，其中对胰腺坏死的改善最为显著，而对水肿和炎症浸润的改善相对温和。Re显著降低胰腺胰蛋白酶活性，但对髓过氧化物酶（myeloperoxidase, MPO）水平无显著影响，表明Re主要抑制胰腺坏死而非炎症细胞浸润。
**Re mitigates pancreatic necrosis by targeting RIPK3/MLKL-mediated necroptosis**
整合转录组学和网络药理学分析，通过WGCNA鉴定出与SAP高度相关的MEyellow模块（含1226个基因），并与差异表达基因（DEGs）及Re靶点交集，得到30个候选治疗靶点。KEGG富集分析提示坏死性凋亡通路可能为关键靶点。体内实验显示，Re显著抑制SAP诱导的胰腺中RIPK3/MLKL的mRNA表达和蛋白磷酸化，分子对接显示Re与RIPK3（结合能-8.4 kcal/mol）和MLKL（结合能-7.5 kcal/mol）有较强结合力，CETSA进一步证实Re降低RIPK3/MLKL的热稳定性，表明Re直接靶向RIPK3/MLKL抑制坏死性凋亡。
**Inhibition of acinar cell necroptosis by Re attenuates the release of cfDNA**
体外实验中，RIPK3抑制剂GSK872剂量依赖性地逆转牛磺胆酸钠（sodium taurocholate, NaT）诱导的PACs死亡和cfDNA释放，表明坏死性凋亡是cfDNA释放的主要来源。Re同样剂量依赖性地保护PACs，抑制RIPK3/MLKL磷酸化和MLKL寡聚化，并下调坏死性凋亡相关基因（Casp1, Pygl, Jak2, Jak3, Ripk3, Mlkl）表达，从而减少cfDNA释放。
**Acinar cell-derived cfDNA induces pulmonary endothelial injury and activates the cGAS-STING signaling**
用NaT处理后的PACs条件上清（ACS）刺激PMVECs，发现cfDNA通过激活cGAS-STING通路诱导肺内皮炎症和屏障功能障碍，而DNase I清除cfDNA后这些效应被消除。Re同样能减轻ACS诱导的PMVECs损伤，提示Re可能直接抑制cfDNA介导的内皮损伤。
**Re mitigates SAP-induced lung injury and other extra-pancreatic organ dysfunctions**
Re治疗显著减轻SAP小鼠肺组织损伤（肺泡壁增厚、出血、炎症细胞浸润减少），降低肺MPO活性和炎症基因（Il-6, Il-1β, Tnf-α）表达，并维持紧密连接基因（Cldn5, Ocln, Zo-1）表达，保护肺内皮屏障。此外，Re还减轻肝脏和心脏损伤（降低血清ALT、AST、CK、CK-MB水平），显示出多器官保护作用。
**Re mitigates SAP-ALI, potentially via suppression of cfDNA-cGAS-STING signaling**
SAP小鼠血清cfDNA水平显著升高，且与肺损伤评分和肺MPO活性呈正相关。肺转录组学分析显示，SAP小鼠肺组织中胞质DNA感知通路（cGAS-STING）及其下游炎症信号（TBK1/IKKε-IRF3/IRF7、I型干扰素、IL-6、IL-1、TNF信号）激活，而Re治疗有效抑制这些通路，并降低cgas和Sting的mRNA表达。
**讨论与结论**
讨论部分指出，坏死性凋亡是SAP中腺泡细胞死亡的主要形式，其释放的cfDNA作为一种新型损伤相关分子模式（damage-associated molecular pattern, DAMP），不仅作为SAP严重程度的生物标志物，还直接介导远处肺损伤。Re通过靶向RIPK3/MLKL抑制坏死性凋亡，减少cfDNA释放，从而阻断胰腺-肺轴损伤传播。结论部分翻译如下：本研究阐明了SAP-ALI中一个新的病理轴，其中RIPK3/MLKL介导的胰腺腺泡细胞坏死性凋亡驱动cfDNA释放，进而激活肺部cGAS-STING通路，最终导致远处肺损伤。Re有效中断这一级联反应，主要通过抑制坏死性凋亡从而限制cfDNA释放，进而减轻局部胰腺损伤和全身器官损伤。这些发现不仅推进了SAP-ALI的机制理解，也支持Re作为连接细胞死亡与无菌性炎症的多靶点治疗药物。
