中科院1区: 浙中医团队以转录组学结合代谢组学揭示甘草提取物抑制CCL5治疗急性咽炎的机制

【写在前面】：本期推荐的是由浙江省药用食用植物活性成分与健康国际科技合作基地-浙江省中医药资源创新与转化重点实验室-浙江中医药大学-金华研究院药学院、浙江中医药大学基础医学院等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF6.7）的一篇封面文章，以转录组学结合代谢组学揭示甘草提取物抑制CCL5治疗急性咽炎的机制。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

Integration of transcriptomics and metabolomics reveals the mechanism of Glycyrrhizae Radix Et Rhizoma extract inhibiting CCL5 in the treatment of acute pharyngitis

背景

急性咽炎（AP）是一种常见的疾病，其特征是口咽炎症，可导致严重的喉咙肿胀、呼吸困难，甚至窒息，严重影响生活质量。尽管甘草（GRER）和异甘草素（ISL）具有有益的抗炎活性，但它们对AP的药理机制尚不清楚。

目的

本研究利用转录组学和代谢组学方法探讨了GRER治疗AP的机制。

方法

我们使用UPLC-MS/MS鉴定了GRER和进入血流的化学成分。基于15%氨诱导的AP模型，本研究整合了转录组学和代谢组学，以研究GRER和ISL在AP治疗中的机制。

结果

结果表明，GRER对AP具有显著的保护和抗炎作用。我们的分析在体外鉴定了GRER的144个成分，在体内鉴定了17个成分。网络药理学和定量分析强调了ISL是GRER抗AP作用的关键活性成分。转录组学和代谢组学结果表明，GRER及其活性成分ISL通过抑制咽组织中CCL5的表达对AP产生治疗作用，从而下调三羧酸（TCA）循环途径中促炎代谢物苹果酸和富马酸的水平。

结论

本文的数据表明，GRER和ISL通过调节CCL5的表达来降低TCA循环途径中促炎代谢物的水平，对AP具有显著的抗炎作用和保护作用。为AP的防治提供了科学依据。

图文摘要

【前言】

急性咽炎（AP）的特征是喉咙痛、咳嗽和吞咽困难，是一种常见的临床疾病，可导致严重的喉咙水肿、呼吸困难和窒息，显著降低生活质量。AP是呼吸系统上部口咽的炎症。它主要由病毒和细菌引起，但过敏、创伤、癌症、反流和某些毒素等其他因素也可能起作用。2022年，细菌性AP影响了2.886亿5-14岁的儿童。抗生素，如拉舒沙星、克林霉素和阿莫西林，通常用于治疗急性胰腺炎，缩短病程，预防急性风湿热、急性肾小球肾炎和急性中耳炎等并发症。然而，抗生素的频繁使用导致了全球抗生素问题。虽然抗生素可以减少细菌感染，但它们也会引起皮疹和腹泻等副作用，构成重大的公共卫生问题。此外，相关研究表明，碳青霉烯类耐药肠杆菌科可引起尿路感染。因此，抗生素不仅不能有效发挥其作用，而且对人类健康构成威胁。中药历史悠久，副作用小，通过多组分和多途径作用显示出保护作用和有益的药理活性。中医药在治疗急性和慢性炎症性疾病中起着至关重要的作用。因此，确定预防和治疗AP的中医药疗法至关重要。

甘草是一种天然植物，2002年被中国国家卫健委列入“食药同源物”目录(http://www.nhc.gov.cn/wjw/gfxwj/201304/e33435ce0d894051b15490aa3219cdc4.shtml2024年9月23日访问）。“食药同源”的概念起源于中医，早在《黄帝内经》和《金匮要略》中就有记载，食物作为药物的补充，通过食物与药物的密切联系和相互联系，实现了人类的健康长寿。由于其甜味和典型的持久GRER印象，GRER被广泛应用于糖果制造，并在食品和烟草行业用作调味品和甜味剂，如口香糖、饮料、巧克力和烟草，受到世界各地消费者的高度赞赏。此外，相关研究表明，一些“食物”还具有各种生物功能，包括养生、促进健康、预防疾病甚至治疗。作为一种“食药同源”的天然植物，GRER还具有健脾益气、清热解毒、化痰止咳、解痉止痛的功效，这些功效都记载在基于中医理论的《本草纲目》中。由于上述益处，GRER经常被纳入各种处方中，如甘草泻心汤和芍药甘草汤，广泛用于抗炎和镇痛。因此，有一种说法是基于中医理论：高达90%的配方含有GRER。一些研究表明，GRER对相关的炎症性疾病、过敏治疗具有保护作用。值得注意的是，GRER不仅具有广泛的药用价值，而且由于其极佳的味道（甜味），也可用于制备糖果，作为食品工业（尤其是意大利）的调味添加剂，并出口到世界各地。

本研究整合转录组学和代谢组学，探讨GRER和ISL在AP治疗中的作用机制。目的是阐明相关基因和代谢物之间的关系，进一步说明GRER在AP治疗中调节NF-κB/CCL5介导的三羧酸（TCA）循环。此外，通过UPLC-MS/MS对GRER的体外和体内成分进行表征和定量，以进一步阐明GRER对抗AP的药理学物质基础。

【结果部分】

1.GRER对足部水肿、耳水肿和氨致咽炎的抑制作用。

2.利用UPLC-MS/MS对GRER进行体内外化学鉴定。

3.GRER在AP治疗中的网络药理学分析。

4.ISL对AP的抑制作用。

5.GRER在AP治疗中的咽炎转录组学结果。

6.GRER和ISL对血清代谢组学结果的影响。

7.碳水化合物代谢途径的转录组和代谢组分析，关键基因和蛋白表达的验证。

8.ISL对AP作用的分子机制。ISL抑制NF-κB的激活，下调CCL5的表达，从而影响三羧酸循环中富马酸和苹果酸的水平。

【结论与讨论】

在本研究中，我们证明了GRER对AP的治疗作用，通过UPLC-MS/MS分析和网络药理学确定ISL（3.28 mg/g GRER提取物）为关键的生物活性成分。转录组学和代谢组学联合分析表明，GRER和ISL可能通过抑制咽部组织中CCL5的表达来干扰三羧酸循环，降低富马酸和苹果酸水平，从而减轻ap诱导的炎症反应。我们的研究结果提示，GRER可以在临床上用于AP的治疗，而ISL有望成为一种潜在的AP治疗新药。

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