《Molecular Genetics and Genomics》：Cannabidiol (CBD) differentially shapes systemic cytokines and transcriptomic profiles in the liver and spleen: insights from a male mouse model
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大麻二酚（Cannabidiol，CBD）因其抗炎和免疫调节特性而被广泛研究，但其与系统性细胞因子反应及器官水平转录变化的关系仍未完全阐明。本研究探讨了CBD对雄性C57BL/6J小鼠循环促炎性细胞因子及肝脏与脾脏转录组谱的剂量和时间依赖性效应。研究人员通过腹
大麻二酚（Cannabidiol，CBD）因其抗炎和免疫调节特性而被广泛研究，但其与系统性细胞因子反应及器官水平转录变化的关系仍未完全阐明。本研究探讨了CBD对雄性C57BL/6J小鼠循环促炎性细胞因子及肝脏与脾脏转录组谱的剂量和时间依赖性效应。研究人员通过腹腔注射给予动物0.2、10或20 mg/kg体重的CBD，分别处理2天（短期，ST）或28天（长期，LT），并以溶剂处理的动物作为对照。采用ELISA法测定血清白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α），并对肝脏和脾脏进行RNA测序（RNA-Seq）以表征差异基因表达及富集的生物学过程。CBD在ST处理后显著降低了各剂量组的IL-1β和TNF-α水平，而IL-6主要在LT暴露期间下降，在第14天降幅最强，并在较高剂量下部分持续至第28天。转录组反应呈现出显著的器官依赖性和方案依赖性。肝脏转录组表现出明显的剂量和时间依赖性重塑，在ST高剂量（20 mg/kg）组中差异表达基因数量最多，且在LT各剂量组中均出现广泛变化。基因富集分析表明，ST高剂量暴露后涉及线粒体和翻译通路的调节，LT期间涉及脂质和脂肪酸代谢，以及较高剂量LT处理下的昼夜节律相关调控，而在最高剂量组中富集了先天免疫相关信号通路。相比之下，脾脏显示出相对温和的转录变化，LT组中差异表达有限，仅在ST暴露于20 mg/kg后才出现较明显的反应，其中改变的基因显示出与脂质相关过程的趋势。综上所述，这些发现表明，CBD可减弱循环促炎性细胞因子，同时诱导强烈的、剂量和时间依赖性的肝脏转录重编程，而对脾脏转录组的影响相对有限。系统性数据与器官特异性数据的整合支持了一个模型，即CBD是一种系统性免疫代谢调节剂，而非简单的免疫抑制剂。
研究背景与科学问题
大麻二酚（Cannabidiol，CBD）是一种来自大麻（Cannabis sativa）的非精神活性植物大麻素，近年来因其潜在的治疗特性受到广泛关注。与Δ9-四氢大麻酚（THC）不同，CBD不产生致幻作用，使其成为临床前研究的理想候选分子。大量研究表明，CBD具有抗炎、免疫调节和抗氧化等特性，其机制涉及内源性大麻素系统（CB1/CB2受体）、过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）以及核因子κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等细胞内信号通路的调控。然而，CBD对系统性细胞因子反应的调节及其在器官水平的转录组变化之间的关联仍不完全清楚。特别是，肝脏和脾脏作为关键的免疫代谢器官——肝脏兼具代谢解毒和免疫功能（含库普弗细胞等免疫细胞群），脾脏则是中枢淋巴器官，协调先天性和适应性免疫反应——它们在CBD作用下的分子响应尚缺乏系统性的转录组学整合分析。因此，本研究旨在通过测量关键促炎性细胞因子（白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α））并结合肝脏和脾脏的转录组分析，探究CBD的免疫调节效应，揭示其剂量和时间依赖性的分子机制。
研究方法概述
研究人员选用雄性C57BL/6J小鼠（60日龄），随机分为短期（ST，2天）和长期（LT，28天）处理组，每组再按剂量分为对照组（溶剂）及0.2、10、20 mg/kg体重CBD腹腔注射组（每组n=6）。血液样本在ST终点、LT第14天及LT终点采集，采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测血清IL-1β、IL-6和TNF-α浓度。肝脏和脾脏组织提取总RNA后，分别构建方向性mRNA文库（肝脏）和3′ mRNA文库（脾脏），在Illumina NovaSeq 6000平台进行双端150 bp测序。原始数据经FastQC质控、Flexbar修剪后，使用STAR比对至小鼠参考基因组GRCm39，DESeq2进行差异表达分析，iDEP2.0平台进行基因本体论（GO）生物学过程富集分析（显著性阈值：FDR校正后p<0.05，差异倍数>2）。部分肝脏样本还通过RT-qPCR对RNA-Seq结果进行了验证。
研究结果
1. 血浆细胞因子浓度的变化
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短期（ST）处理：CBD在所有剂量下均显著降低IL-1β（约18-30%，p<0.001）和TNF-α（约20-45%，p<0.001），但对IL-6无显著影响。
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长期（LT）处理第14天：IL-1β和TNF-α恢复至对照水平，而IL-6在所有剂量下均显著降低（约16-26%，p<0.01），最低剂量效果最明显。
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LT处理第28天：IL-1β无显著差异；IL-6在高剂量组（10和20 mg/kg）仍显著降低（约40-45%，p<0.001）；TNF-α在所有剂量组均显著降低（约12%，p<0.01）。
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总体模式：CBD呈现细胞因子特异性和时间依赖性效应，表现为IL-1β和TNF-α的早期下降，以及IL-6在长期处理中的延迟但持续性降低。
2. 肝脏转录组变化
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差异表达基因概况：肝脏转录组呈现显著的剂量和时间依赖性重塑。ST处理中，0.2 mg/kg影响116个基因，10 mg/kg仅影响11个，而20 mg/kg影响526个基因（其中89.1%上调）。LT处理中，10 mg/kg影响104个基因，20 mg/kg影响404个基因，上下调数量相当。基因Fam222a在所有ST和LT处理中均受调控。
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GO生物学过程富集：
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ST 0.2 mg/kg：下调基因富集于类固醇和盐皮质激素激素生物合成、内分泌调控、组织形态发生及脂质代谢/转运等过程。
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ST 10 mg/kg：上调基因富集于糖皮质激素分泌与受体信号、DNA损伤应答、神经发育及生殖过程。
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ST 20 mg/kg：上调基因富集于线粒体能量代谢（氧化磷酸化、ATP合成）、蛋白质合成（核糖体生物发生）及先天性体液免疫（抗菌肽防御）。
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LT 0.2 mg/kg：上调基因富集于脂质和脂肪酸代谢（包括花生四烯酸/亚油酸代谢、二十烷酸途径）；下调基因富集于对外源化学物质、脂质等刺激的细胞反应。
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LT 20 mg/kg：上调基因富集于昼夜节律和节律性生物学过程；下调基因富集于对营养和代谢刺激的反应、转录抑制、糖皮质激素受体信号衰减及凋亡等。
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LT最高剂量（20 mg/kg）：上调基因进一步富集于先天免疫和炎症反应（如IL-1介导的信号、白细胞趋化性、抗菌体液免疫）；下调基因仅涉及葡萄糖代谢过程。
3. 脾脏转录组变化
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差异表达基因概况：脾脏转录组变化相对温和。ST处理中，0.2 mg/kg无显著差异，10 mg/kg改变5个基因，20 mg/kg改变40个基因（其中38个下调）。LT处理中，0.2 mg/kg上调2个基因，20 mg/kg改变4个基因。无基因在ST和LT间共享。
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GO富集分析：仅在ST 20 mg/kg处理组中，上调基因显著富集于脂质修饰过程，其他脂质代谢相关通路呈统计趋势。
4. qPCR验证
RT-qPCR对六个差异表达基因的验证显示，除Ighg2b外（r=0.316），其余基因与RNA-Seq结果呈中高度正相关（r=0.69-0.90，p值范围0.012至1.2×10-7）。
讨论与结论
讨论部分总结：本研究表明，CBD通过协调的系统性和器官特异性机制发挥免疫调节作用。短期高剂量CBD暴露导致肝脏线粒体氧化磷酸化和核糖体生物发生通路富集，这与IL-1β和TNF-α的快速下降同步，提示肝脏代谢重编程可能参与了系统性炎症输出的调节。长期CBD处理则主要影响肝脏脂质代谢和花生四烯酸相关通路，这与PPARγ激活及NF-κB转抑制的抗炎机制一致，表明CBD通过促进代谢条件间接调控炎症反应。此外，CBD还影响了糖皮质激素相关通路及昼夜节律调控基因（如编码REV-ERBα的Nr1d1），后者已知可直接调节先天免疫和细胞因子产生。值得注意的是，尽管最高剂量组肝脏转录组富集了先天免疫信号通路，但循环细胞因子水平仍然降低，表明转录激活并不等同于促炎输出增加，而是反映了调节性或适应性过程。相比之下，脾脏转录组变化微弱，尤其在长期处理后几乎无差异表达，提示系统性细胞因子变化并非主要由经典免疫器官驱动，而更可能源于肝脏等代谢活跃组织的间接调控。研究还强调了短期与长期效应的显著差异：短期以急性代谢适应和早期炎症介质调控为主，长期则转向脂质代谢、昼夜节律和免疫代谢通路的持续性重编程，这符合CBD的高亲脂性导致其在肝脏等组织中蓄积的药代动力学特征。
研究结论翻译：在本研究中，研究人员证明，在雄性小鼠中施用CBD可降低系统性促炎性细胞因子，同时在肝脏中诱导剂量和时间依赖性的转录重编程，而对脾脏转录组的影响相对较小。这些变化涉及与线粒体生物能量学、脂质代谢、糖皮质激素相关通路相关的基因，并包括诸如编码REV-ERBα的昼夜节律调控基因。CBD似乎并非作为一种通用的免疫抑制剂发挥作用；相反，它更像是一种复杂的免疫代谢调节剂，通过协调转录重编程来帮助维持免疫系统的平衡。
