《International Journal of Molecular Sciences》：Study on the Therapeutic Effects of Ginsenoside Rh2 in Asthma Improvement
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人参皂苷Rh2（Ginsenoside Rh2）是从人参（Panax ginseng）中提取的一种原人参二醇型皂苷，具有广泛的生物活性；然而，其在哮喘中的具体机制仍不清楚。在本研究中，研究人员利用体外和体内模型系统评价了Rh2对哮喘的治疗效果。建立了脂多糖（L
人参皂苷Rh2（Ginsenoside Rh2）是从人参（Panax ginseng）中提取的一种原人参二醇型皂苷，具有广泛的生物活性；然而，其在哮喘中的具体机制仍不清楚。在本研究中，研究人员利用体外和体内模型系统评价了Rh2对哮喘的治疗效果。建立了脂多糖（LPS）诱导的体外细胞模型，并给予低、中、高剂量（1、5和10 μg/mL）的Rh2处理。同时，通过卵清蛋白（OVA）致敏构建体内哮喘模型，并给予三种剂量的Rh2（2.5、5和10 mg/kg）。结果表明，在两种实验模型中，Rh2均显著抑制促炎细胞因子（白细胞介素-4 [IL-4]、白细胞介素-5 [IL-5]、白细胞介素-13 [IL-13]、白细胞介素-33 [IL-33]和肿瘤坏死因子-α [TNF-α]），并上调抗炎因子（干扰素-γ [IFN-γ]和白细胞介素-10 [IL-10]）。此外，Rh2抑制关键炎症通路蛋白的表达，包括致瘤性抑制2（ST2）、Toll样受体4（TLR4）、髓样分化初级反应88（MyD88）、核因子κB（NF-κB）和c-Jun N末端激酶（JNK）。转录组学和代谢组学分析显示，Rh2主要调节TNF-α信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用、嘧啶代谢以及甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢。整合分析进一步发现差异表达基因（C-X-C基序趋化因子配体2 [CXCL2]、C-X-C基序趋化因子配体17 [CXCL17]和白血病抑制因子 [LIF]）与差异代谢物（胞嘧啶、L-组氨酸和肌酸）之间存在显著相关性。总之，这些发现表明人参皂苷Rh2通过调节细胞因子相互作用和氨基酸代谢来改善哮喘。
研究背景：哮喘是全球最常见的慢性呼吸道疾病之一，患病率预计在未来数十年内持续处于高位，给全球健康造成沉重负担。哮喘的发病机制主要涉及慢性气道炎症与气道高反应性的相互作用，二者主要由2型免疫反应驱动，Th2细胞和2型固有淋巴细胞（ILC2s）分泌IL-4、IL-5、IL-13等细胞因子，导致嗜酸性粒细胞浸润、免疫球蛋白E（IgE）产生、黏液过度分泌和气道重塑。目前临床药物以吸入性糖皮质激素（ICS）等控制药物和快速缓解支气管痉挛的缓解药物为主，但均不能彻底逆转哮喘的病理过程，停药后可能出现症状加重，且过量使用缓解药物会引发心动过速、震颤等副作用。中医药具有多靶点免疫调节、抗炎和平喘作用，可改善气道高反应性，不良反应发生率相对较低。人参（Panax ginseng）的主要活性成分人参皂苷已被证实可减轻肺部炎症。其中稀有皂苷Rh2在特应性皮炎、心肌缺血等模型中对NF-κB、MAPK、STAT3等信号通路具有明确调节作用，但其在哮喘中的具体机制尚未阐明。本研究旨在通过体外与体内实验，结合多组学分析，系统评价Rh2对哮喘的治疗效果，为高效低毒的天然活性化合物临床转化提供候选方案。
研究人员以脂多糖（LPS）刺激人支气管上皮细胞16HBE（购自上海雅吉生物科技有限公司）建立体外炎症模型，分别给予低、中、高剂量（1、5、10 μg/mL）Rh2处理；同时以卵清蛋白（OVA）致敏和激发构建SPF级雌性BALB/c小鼠（购自辽宁长生生物技术股份有限公司）哮喘模型，灌胃给予2.5、5、10 mg/kg Rh2。研究采用的主要关键方法包括：ELISA检测细胞因子水平；JC-1荧光探针和DCFH-DA探针分别评估线粒体膜电位与活性氧（ROS）；RT-qPCR、Western blot和免疫荧光检测炎症信号通路表达与定位；H&E、Masson、PAS染色评估肺组织病理损伤；血细胞分析与流式细胞术检测外周血、肺泡灌洗液（BALF）及脾脏炎症细胞变化；转录组测序（RNA-seq）和液相色谱-质谱联用（LC-MS）代谢组学分析肺组织基因与代谢物表达谱，并进行关联分析。
主要结果如下：
2.1 人参皂苷Rh2对LPS诱导16HBE细胞细胞因子释放的影响：ELISA结果显示，模型组促炎因子IgE、TNF-α、IL-4、IL-5、IL-13、IL-33显著升高，抗炎因子IFN-γ、IL-10显著降低；Rh2处理显著逆转上述改变，表明Rh2可减轻LPS诱导的细胞炎症反应。
2.2 人参皂苷Rh2对16HBE细胞氧化应激的影响：JC-1探针显示模型组线粒体膜电位去极化，Rh2处理后红/绿荧光比值显著恢复；DCFH-DA探针显示Rh2显著降低模型组升高的细胞内ROS水平，提示Rh2能够缓解LPS诱导的氧化应激。
2.3 人参皂苷Rh2对16HBE细胞炎症相关基因和蛋白表达的调节：RT-qPCR显示Rh2显著下调ST2、TLR4、MyD88、NF-κB、MAPK、JNK、TNF-α的mRNA表达；免疫荧光显示模型组p-JNK和p-p65荧光增强且明显入核，Rh2处理降低了荧光强度并减少其核转位，表明Rh2抑制JNK和NF-κB信号通路的激活。
2.4 人参皂苷Rh2对小鼠肺功能和病理损伤的影响：无创全身体积描记显示，模型组呼吸频率和气道高反应性（AHR）显著升高，Rh2显著降低上述指标；H&E染色显示模型组炎症细胞浸润和基底膜增厚，Masson染色显示胶原沉积增多，PAS染色显示杯状细胞增生和黏液分泌增多，Rh2处理均明显减轻上述病理改变。
2.5 人参皂苷Rh2对体内炎症细胞数量的影响：外周血细胞分析显示模型组白细胞、淋巴细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞均显著增多，BALF中炎症细胞、总粒细胞和淋巴细胞也显著增多，Rh2处理后均显著降低；流式细胞术显示模型组脾脏CD19阳性B细胞比例升高，Rh2处理降低该比例，提示Rh2减轻全身和肺部炎症细胞反应。
2.6 人参皂苷Rh2对小鼠炎症因子的影响：血清和BALF的ELISA结果均显示，Rh2显著降低IgE、TNF-α、IL-4、IL-5、IL-13、IL-33水平，并升高IFN-γ和IL-10水平，表明Rh2能够调节促炎与抗炎因子的平衡。
2.7 人参皂苷Rh2对小鼠肺组织炎症相关基因和蛋白表达的调节：RT-qPCR和Western blot显示，模型组ST2、TLR4、MyD88、NF-κB、p-JNK、p-p65等表达或磷酸化水平显著升高，Rh2处理显著下调这些关键分子；免疫荧光进一步证实Rh2减少p-JNK和p-p65在肺组织中的核定位，表明Rh2抑制TLR4/NF-κB和JNK相关炎症通路。
2.8 人参皂苷Rh2对小鼠肺组织基因转录水平的调节：转录组测序显示，C组与M组之间有491个显著差异表达基因（上调170，下调321），M组与Rh2组之间有694个（上调173，下调521），两组比较共有215个共同差异基因；热图显示Rh2组表达谱向对照组回归。GO富集分析显示这些基因主要参与嗜酸性粒细胞迁移正调控、白细胞黏附、白三烯信号通路等免疫防御过程；KEGG富集显示显著富集于细胞因子-细胞因子受体相互作用、神经活性配体-受体相互作用、TNF信号通路和血管平滑肌收缩等通路。
2.9 人参皂苷Rh2对小鼠肺组织代谢水平的调节：代谢组学PCA和OPLS-DA显示模型组与对照组代谢谱显著分离，Rh2处理组向对照组方向回归。按VIP>1、FC>1.1或<0.91且p<0.05筛选，M组与C组间有172个差异代谢物，M组与Rh2组间有80个，其中53个共有差异代谢物；热图显示Rh2组与对照组聚类趋势相近。KEGG代谢通路富集显示差异代谢物主要富集于苯丙氨酸代谢、甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸代谢以及精氨酸和硫代奎诺糖代谢等氨基酸代谢通路。
2.10 差异基因与差异代谢物的关联分析：相关热图显示CXCL2和CXCL17与胞嘧啶显著正相关，LIF与L-组氨酸显著正相关，提示转录组与代谢组的改变在哮喘进展及Rh2治疗中存在潜在关联。
讨论部分指出，细胞因子-细胞因子受体相互作用通路在哮喘发病中具有核心作用；IL-33/ST2、TLR4/MyD88/NF-κB和MAPK/JNK是哮喘中异常激活的经典炎症通路，三者共享MyD88衔接蛋白并汇聚于NF-κB和MAPK下游效应分子。TNF-α信号通路中CXCL2、CXCL17和LIF等基因与代谢物胞嘧啶、L-组氨酸、肌酸的关联提示，Rh2可能通过调节嘌呤/嘧啶代谢、氨基酸代谢和免疫细胞功能协同减轻炎症。研究同时指出，OVA诱导模型主要反映过敏性2型免疫驱动的气道炎症，而人类哮喘具有异质性，结果需在其他哮喘模型中进一步验证。
综上所述，人参皂苷Rh2通过调控TNF-α信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用通路以及多种氨基酸代谢通路，协同减轻炎症反应，从而改善哮喘症状，为哮喘的治疗提供了有潜力的天然候选药物。
