《Journal of Biochemical and Molecular Toxicology》：Medicarpin Mediates the Protective Effect of Cell Pyroptosis Against Sepsis-Induced Liver Injury by NLRP3/GSDMD/Caspase-1 Axis
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肝脏是受脓毒症损伤的关键器官。美迪紫檀素（Med）是蒺藜苜蓿（M. truncatula）中5-脱氧异黄酮亚分支的主要翼型终产物，在多种疾病中发挥抗肿瘤和抗炎作用。本研究旨在阐明Med在脓毒症诱导肝损伤中的功能及潜在机制。研究人员用不同浓度Med（0、5、10
肝脏是受脓毒症损伤的关键器官。美迪紫檀素（Med）是蒺藜苜蓿（M. truncatula）中5-脱氧异黄酮亚分支的主要翼型终产物，在多种疾病中发挥抗肿瘤和抗炎作用。本研究旨在阐明Med在脓毒症诱导肝损伤中的功能及潜在机制。研究人员用不同浓度Med（0、5、10、20、40、80、160 μM）处理THLE-2细胞后，通过Cell Counting Kit-8（CCK-8）实验检测Med对THLE-2细胞的毒性作用。基于脂多糖（LPS）和THLE-2细胞构建的脓毒症诱导肝损伤模型，通过CCK-8实验、Western blot、免疫荧光和酶联免疫吸附实验（ELISA）验证Med在脓毒症诱导肝损伤中的功能。此外，通过Western blot、CCK-8实验和ELISA检测Med在脓毒症诱导肝损伤中的作用机制。进一步地，通过动物实验、苏木精-伊红染色、ELISA、Western blot和免疫荧光阐明Med在体内脓毒症诱导肝损伤模型中的作用。当Med浓度低于160 μM时，Med对THLE-2细胞活力无明显影响。Med缓解了LPS诱导的THLE-2细胞活力抑制，并减少了LPS诱导的THLE-2细胞焦亡。从机制角度看，研究数据进一步表明，LPS诱导THLE-2细胞活力下降，而Med增强细胞活力，但这一影响在NLRP3过表达后被部分逆转，表明Med部分抵消了NLRP3过表达对细胞活力的影响。同时，体内实验数据进一步证明，Med减轻了脓毒症小鼠的肝损伤和焦亡，主要通过降低ALT和AST水平、降低小鼠肝损伤评分、降低IL-1β和IL-18水平，以及降低NLRP3、ASC、cleaved caspase-1和GSDMD-N蛋白水平。总之，Med通过NLRP3/GSDMD/caspase-1介导的细胞焦亡对脓毒症诱导肝损伤发挥保护作用。
**论文解读：Medicarpin通过NLRP3/GSDMD/Caspase-1轴抑制细胞焦亡减轻脓毒症肝损伤**
脓毒症是由感染引起的全身炎症反应综合征，常导致多器官损伤，其中肝脏是易受损的关键器官之一。脓毒症诱导的肝损伤是患者死亡的重要原因，其病理机制涉及炎症反应、免疫失调、细胞凋亡及氧化应激等，但确切分子机制尚不完全清楚，临床治疗手段有限。天然产物因其多靶点、低毒性等特点，被广泛用于疾病辅助治疗。美迪紫檀素（Medicarpin, Med）是从甘草、苦参等药用植物中提取的异黄酮类化合物，具有抗凋亡、抗肿瘤和抗炎等多种生物活性。既往研究显示Med在乳腺癌、关节炎等疾病中发挥保护作用，但其在脓毒症肝损伤中的功能尚未见报道。因此，本研究旨在探讨Med对脓毒症诱导肝损伤的作用及潜在机制，为临床治疗提供新策略。该论文发表在《Journal of Biochemical and Molecular Toxicology》。
研究人员通过体外和体内实验系统评估了Med的保护作用。体外实验中，以人肝细胞系THLE-2为研究对象，采用脂多糖（LPS）诱导脓毒症肝损伤模型。首先通过CCK-8实验检测不同浓度Med对细胞活力的影响，确定安全浓度范围；随后利用CCK-8、Western blot、免疫荧光和ELISA检测Med对细胞活力、焦亡相关蛋白及炎症因子水平的影响。为进一步验证机制，研究人员通过质粒转染过表达NLRP3，观察是否逆转Med的作用。体内实验中，采用盲肠结扎穿刺（CLP）构建小鼠脓毒症模型，设置不同剂量Med处理组，通过血清ALT/AST水平、HE染色、ELISA、Western blot和免疫荧光评估肝组织损伤和焦亡指标。样本来源：THLE-2细胞购自Tw-reagent（上海），C57BL/6小鼠购自Beiyou Biology（北京），动物实验经建湖县人民医院动物护理与使用委员会批准。
**研究结果**
**3.1 Medicarpin缓解LPS诱导的THLE-2细胞活力抑制**
通过CCK-8实验证实，Med浓度低于160 μM时对THLE-2细胞活力无显著影响。LPS处理显著抑制细胞活力，而Med（40、80 μM）及NLRP3抑制剂MCC950（阳性对照）部分逆转了这种抑制作用，表明Med能缓解LPS诱导的细胞活力下降。
**3.2 Med逆转LPS诱导的THLE-2细胞焦亡**
Western blot结果显示，LPS上调THLE-2细胞中NLRP3、ASC和cleaved caspase-1蛋白水平，而Med（40、80 μM）和MCC950处理部分下调这些趋势。免疫荧光实验显示，LPS增加GSDMD-N水平，Med部分减少该升高。ELISA检测发现，LPS增加IL-1β和IL-18含量，Med和MCC950逆转了这种增加。综上，Med部分逆转LPS诱导的THLE-2细胞焦亡。
**3.3 Med通过NLRP3/GSDMD/Caspase-1介导LPS诱导的THLE-2细胞焦亡**
在过表达NLRP3的THLE-2细胞中，Western blot确认NLRP3蛋白水平升高。CCK-8实验显示Med增强细胞活力，但NLRP3过表达部分逆转此作用。Western blot进一步表明，Med降低NLRP3、ASC、cleaved caspase-1和GSDMD-N蛋白水平，而NLRP3过表达部分抵消这些影响。ELISA显示Med降低LPS诱导的IL-1β和IL-18水平，该降低同样被NLRP3过表达部分逆转。这些结果表明Med通过NLRP3/GSDMD/caspase-1轴抑制细胞焦亡。
**3.4 Med减轻小鼠脓毒症诱导的肝损伤**
通过CLP建立小鼠脓毒症模型，经剂量筛选确定10 mg/kg为有效浓度。与假手术组相比，CLP组血清ALT和AST水平升高，肝损伤评分增加；Med和MCC950处理部分逆转了这些变化，提示Med缓解小鼠脓毒症诱导的肝损伤。
**3.5 Med减轻脓毒症小鼠的焦亡**
ELISA显示CLP组IL-1β和IL-18水平升高，Med和MCC950处理降低这些水平。Western blot结果与体外一致，CLP上调NLRP3、ASC、cleaved caspase-1和GSDMD-N蛋白水平，Med部分下调这些表达。免疫荧光也证实Med降低CLP诱导的GSDMD-N表达。综合表明Med在体内抑制脓毒症小鼠的肝细胞焦亡。
**讨论与结论**
讨论部分指出，焦亡是一种新发现的程序性细胞死亡形式，依赖caspase-1介导的炎症小体途径。LPS诱导NLRP3炎症小体激活，促进GSDMD裂解形成N端片段（GSDMD-N），导致细胞膜穿孔并释放IL-1β和IL-18，从而加剧肝损伤。本研究证实Med通过抑制NLRP3/GSDMD/caspase-1轴减少细胞焦亡，保护肝功能。体内实验进一步验证了Med的保护效果。结论部分总结：Med通过灭活NLRP3/GSDMD/caspase-1减少LPS诱导的THLE-2细胞焦亡，从而对脓毒症肝损伤发挥保护作用，为临床治疗提供了潜在药物。研究局限性包括未纳入临床患者样本、未研究其他信号通路（如Nrf2/SLC7A11/GPX4、PI3K/AKT/NRF2）以及体内实验仅使用单一剂量，未设置剂量梯度。
