《Tissue and Cell》：Honokiol Ameliorates Pyroptosis in Bovine Mammary Epithelial Cells via SIRT3-Mediated Inhibition of the NLRP3 Inflammasome
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•和厚朴酚（HKL）抑制牛乳腺上皮细胞中 LPS 诱导的焦亡。•HKL 上调 SIRT3 表达并抑制 NLRP3 炎症小体组装。•沉默 SIRT3 在很大程度上消除了 HKL 的抗焦亡作用。引言牛乳腺炎是全球影响乳业的最普遍且代价高昂的炎症性疾病之一。由致病微生物感染、机械刺
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和厚朴酚（HKL）抑制牛乳腺上皮细胞中 LPS 诱导的焦亡。
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HKL 上调 SIRT3 表达并抑制 NLRP3 炎症小体组装。
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沉默 SIRT3 在很大程度上消除了 HKL 的抗焦亡作用。
引言
牛乳腺炎是全球影响乳业的最普遍且代价高昂的炎症性疾病之一。由致病微生物感染、机械刺激或化学损伤引发，该疾病严重损害奶牛的健康、福利和产奶量 (Goulart and Mellata, 2022, Wang et al., 2021)。该疾病造成了惊人的经济负担，估计每年造成 350 亿美元的财务损失，并威胁全球乳业部门的可持续发展 (Chen et al., 2023, El-Sayed and Kamel, 2021)。目前，抗生素仍是主要的治疗方法 (Ajose et al., 2022)。然而，由于抗菌耐药性的出现以及乳制品中药物残留相关的公共卫生风险，其应用受到日益严格的限制 (Zhang et al., 2021)。因此，迫切需要开发有效的、非抗生素的治疗策略来控制牛乳腺炎。
牛乳腺炎的特征是强烈的炎症反应，主要由病原体如大肠杆菌 (Escherichia coli) (E. coli) 及其主要细胞壁成分脂多糖（LPS）触发 (Cobirka et al., 2020)。在感染过程中，LPS 不仅诱导细胞因子分泌，还触发焦亡，这是一种裂解性的程序性细胞死亡，现已被认为是牛乳腺组织损伤的关键角色 (Tong et al., 2025, Zhuang et al., 2023)。该过程由经典的 NLRP3 炎症小体通路介导。在细胞应激下，NLRP3 招募接头蛋白 ASC 并促进 pro-Caspase-1 自切割成其活性的 p20 亚基 (Yu et al., 2021)。随后，活化的 Caspase-1 切割 Gasdermin D (GSDMD) 形成膜孔，同时促进 IL-1β和 IL-18 的成熟 (Shi et al., 2015)。最终，这种释放放大了炎症级联反应，并加剧了乳腺组织的病理损伤 (X. Wang et al., 2022)。因此，焦亡级联反应为对抗牛乳腺炎提供了一条充满希望的新途径。
和厚朴酚（HKL）是从厚朴 (Magnolia officinalis) 树皮中分离出的一种天然生物活性木脂素。它表现出广泛的药理特性，最著名的是强效的抗炎和抗氧化活性 (Rauf et al., 2021)。关键在于，HKL 可能通过调节 Sirtuin 3 (SIRT3) 相关信号来发挥其保护效力 (Pillai et al., 2015, Xiang et al., 2025)。SIRT3 是一种 NAD+ 依赖性线粒体去乙酰化酶，功能在于维持线粒体稳态并减轻氧化应激 (Verdin et al., 2010)。然而，HKL 是否能减轻牛乳腺上皮细胞中 LPS 诱导的焦亡，以及该过程是否由 SIRT3 介导，目前尚不清楚。
我们假设 HKL 通过上调 SIRT3 来抑制 NLRP3 炎症小体激活，从而改善牛乳腺上皮细胞中 LPS 诱导的焦亡。为了验证这一假设，我们利用了使用牛乳腺上皮细胞（MAC-T）和人乳腺癌细胞（MCF-7）的体外模型，以及 LPS 诱导乳腺炎的体内小鼠模型。目前研究的结果突显了 HKL 的转化价值，并建议将其作为针对 SIRT3 以对抗牛乳腺炎的一种有前景的精准治疗药物。
章节摘要
细胞培养
永生化牛乳腺上皮细胞系（MAC-T）由黑龙江八一农垦大学牛病防控工程技术研究中心（中国大庆）慷慨提供。人乳腺腺癌细胞系（MCF-7）购自 Cybork Biotechnology Co., Ltd.（中国上海）。复苏后，MAC-T 细胞在 Dulbecco's Modified Eagle Medium/Ham's F-12 Nutrient Mixture (DMEM/F-12, C11995500BT, Gibco, Grand Island, 中培养)
HKL 对 MAC-T 中 LPS 诱导焦亡的影响
通过 Western blot 测定了 LPS 和不同浓度的 HKL 联合处理后 MAC-T 细胞中焦亡相关标志物的蛋白质表达水平（图 1A）。与仅 LPS 组相比，HKL（0.1, 0.5 和 1 μM）联合处理导致 NLRP3、GSDMD、Caspase-1、Caspase-1 p20 和 ASC 的蛋白质水平显著降低（图 1B-F; P ≤ 0.0072）。相反，SIRT3 的蛋白质表达显著上调（图 1G; P ≤ 0.0072）。
讨论
有效减轻与牛乳腺炎相关的严重组织损伤仍然是一个持续的挑战，突显了对新型药物制剂的迫切需求 (Askari et al., 2025, Debruyn et al., 2025)。先前的研究表明，HKL 在各种炎症和感染性疾病中具有保护效力，包括角膜炎、结肠炎和呼吸道炎症模型 (Tu et al., 2026; L. Wang and J. Wang, 2022; Zhan et al., 2023)。在此基础上
结论
总之，本研究证明 HKL 通过 SIRT3 介导的 NLRP3 炎症小体抑制，有效地改善了牛乳腺上皮细胞中的焦亡。这些发现不仅突显了 HKL 作为牛乳腺炎精准医学候选药物的转化潜力，而且为其临床开发提供了坚实的理论基础。此外，我们的工作确定了 SIRT3 作为管理炎症性乳腺
未引用参考文献
(Du et al., 2025, Li et al., 2023, Wang et al., 2023, Wang and Wang, 2022)
资助
这项工作得到了中国国家自然科学基金（中国北京，32573444）的资助。
CRediT 作者贡献声明
Dan Li: 调查，数据整理。Siqing Mao: 形式分析，数据整理。Renxin Wu: 验证，调查。Xing Shi: 形式分析。Lei Tian: 验证，调查。Le Zhang: 调查，形式分析。Xiao Yang: 可视化，调查。Hang Yu: 软件，调查。Yanqiong Wen: 验证。汤 莎: 写作 – 审查与编辑，写作 – 原创草稿，调查。Lei Liu: 写作 – 审查与编辑，写作 – 原创草稿，监督，资源，项目
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