上海中医药大学陈凯先院士、杨莉&丁丽丽教授团队揭示三七皂苷通过促进STAT6介导的M2样巨噬细胞极化改善LPS诱导的急性肺损伤

【写在前面】：本期推荐的是由上海中医药大学陈凯先院士、杨莉&丁丽丽教授团队等研究团队合作去年发表于Phytomedicine(IF8.3）的一篇文章，揭示三七皂苷通过促进STAT6介导的M2样巨噬细胞极化改善LPS诱导的急性肺损伤。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

Panax notoginseng saponins ameliorate LPS-induced acute lung injury by promoting STAT6-mediated M2-like macrophage polarization

背景

急性肺损伤（ALI）是一种严重的炎症性疾病，其特征是免疫反应失调和高死亡率，目前可用的有效治疗方案有限。三七总皂苷（PNS）是从三七中提取的生物活性化合物，在缓解脂多糖（LPS）诱导的急性肺损伤方面显示出希望。然而，其治疗作用的分子机制仍然知之甚少。鉴于M2样巨噬细胞极化在缓解炎症和促进组织修复中的关键作用，我们研究了PNS是否通过调节这一过程在ALI中发挥保护作用。此外，我们还探讨了信号转导子和转录激活子6（STAT6）通路在介导这些效应中的具体作用。

方法

使用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）对PNS进行化学分析，然后通过高效液相色谱仪（HPLC）对其主要生物活性成分进行定量分析。为了评估PNS及其主要成分的治疗效果，我们通过气管内注射LPS建立了ALI小鼠模型。综合评估包括肺野阴影、氧饱和度、肺功能和系统组织病理学检查。在THP-1细胞和骨髓源性巨噬细胞（BMDM）中检测了PNS对巨噬细胞极化的调节作用，并通过流式细胞术分析了细胞表型。为了阐明STAT6在PNS介导的保护中的机制作用，使用STAT6缺陷型BMDM和STAT6敲除小鼠进行了实验。

结果

UPLC-Q-TOF-MS和HPLC鉴定并定量了PNS的主要成分：三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、人参皂苷Re和人参皂苷Rb1。PNS治疗剂量依赖性地降低了LPS诱导的ALI小鼠的炎症反应，细胞因子水平降低就是证明。四种主要PNS成分中的每一种都独立地缓解了小鼠的ALI症状。通路分析揭示了56个潜在的ALI相关靶点，京都基因和基因组百科全书（KEGG）富集表明PNS通过调节炎症信号通路发挥其保护作用。体外研究表明，PNS促进STAT6磷酸化和核转位，以STAT6依赖的方式增强M2样巨噬细胞极化和白细胞介素-10（IL-10）分泌。Stat6的基因消融部分逆转了PNS对ALI、巨噬细胞极化和IL-10产生的保护作用，证实了Stat6在介导PNS活性中的关键作用。

结论

本研究表明，PNS通过促进STAT6依赖性M2样巨噬细胞极化来缓解LPS诱导的ALI，突显了其作为ALI治疗剂的潜力。这些发现为PNS的抗炎作用提供了机制上的见解，并强调了STAT6信号在其保护作用中的重要性。

图文摘要

【前言】

急性肺损伤（ALI）及其更严重的表现，即急性呼吸窘迫综合征（ARDS），代表了普遍存在且经常危及生命的临床状况，其特征是由多种病因引起的急性弥漫性肺损伤，包括败血症、肺炎和严重创伤。临床上，急性肺损伤表现为呼吸急促、呼吸窘迫、低氧血症和渗出性肺部病变等症状。ALI的发病机制涉及复杂且失调的炎症反应，该反应会损伤肺泡上皮和内皮细胞，增加肺泡毛细血管屏障的通透性。这种破坏导致富含蛋白质的液体泄漏到肺泡腔中。根据全球疾病负担研究，急性肺损伤对全球死亡率有重大影响，约占全球死亡人数的20%。目前的治疗方法主要是支持性的，机械通气是治疗的基石。虽然皮质类固醇疗法被广泛用作一种药物干预，但其疗效仍然有限，并且经常伴有严重的不良反应。因此，发现和开发安全有效的治疗药物来改善急性肺损伤的结果仍然是一项紧迫而未得到满足的医疗需求。

三七是Panax notoginseng（Burkill）F.H.Chen的干燥根和根茎，是一种传统的中草药，其治疗历史可追溯到公元1578年。现代制药技术的进步使其在中药制剂中得到了广泛的应用，特别是其在促进血液循环和化瘀方面的良好疗效。值得注意的商业制剂包括丹参滴丸和血栓通注射液。三七的药理活性主要归因于其生物活性成分，统称为三七总皂苷（PNS）。这些包括五种主要的皂苷：三七皂苷R1（NG-R1）、人参皂苷Rg1（G-Rg1）、人参皂甙Re（G-Re）、人参人参皂苷Rb1（G-Rb1）和人参皂苷Rd（G-Rd），它们以不同的比例存在。新出现的证据表明，PNS在肺部疾病中表现出显著的治疗潜力，包括2019冠状病毒病（新冠肺炎）和慢性阻塞性肺病（COPD），证明了其在缓解临床症状和呼吸功能障碍方面的疗效。然而，这些效应背后的精确分子机制仍然知之甚少。本研究探讨了PNS在ALI中的治疗机制，特别强调了STAT6信号传导的作用。我们的研究结果表明，PNS在体内和体外诱导M2样巨噬细胞极化。此外，通过使用Stat6基因敲除小鼠，我们确定Stat6是PNS介导的M2样极化和随后改善ALI的重要分子靶点。

【结果部分】

1.PNS可改善LPS诱导的急性肺损伤（ALI）小鼠的血氧饱和度和肺功能。

2.PNS 可减轻LPS诱导的ALI小鼠的肺部炎症。

3.PNS 的主要成分可改善LPS诱导的急性肺损伤（ALI）小鼠的肺功能并抑制炎症反应。

4.PNS 促进M2样巨噬细胞极化，并增强STAT6磷酸化。

5.PNS 以STAT6依赖性方式缓解肺功能障碍和炎症反应。

6.PNS 诱导的巨噬细胞向M2样表型极化的过程依赖于STAT6。

7.图示摘要： PNS 含有四种关键活性成分，通过促进STAT6介导的M2样巨噬细胞极化，可缓解LPS诱导的急性肺损伤（ALI）。

【结论与讨论】

本研究揭示了 PNS 在改善LPS诱导的小鼠急性肺损伤（ALI）中的关键作用。研究表明， PNS 能促使巨噬细胞向M2样表型极化，刺激IL-10释放，改善肺生理功能并减轻肺部炎症，其主要机制是增强STAT6磷酸化。这些发现凸显了 PNS 作为ALI潜在治疗候选药物的药理学价值。通过阐明其作用机制，本研究为 PNS 在ALI临床管理与治疗中的应用提供了基础。

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