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Phytomedicine|临床对照+机制验证:文冠果叶代茶饮降低尿酸,调控XOD/尿酸转运体!(李敏慧/谢莹—内蒙古自治区中医医院/广州中医药大学)

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2026年5月,内蒙古自治区中医医院李敏慧团队、广州中医药大学第二附属医院/中医证候全国重点实验室谢莹团队等,联合内蒙古医科大学、包头医学院、横琴实验室、内蒙古自治区阿鲁科尔沁旗中医医院等单位,在Phytomedicine中科院1区,2024 Impact Factor=8.3)在线发表题为“Evaluation of the clinical efficacy of Xanthoceras sorbifolium leaves in intervening in hyperuricemia and research on its uric acid-lowering mechanism”的研究论文。该文于2025年12月11日投稿,2026年4月22日修回,2026年5月10日接收,2026年5月15日在线发表。


该研究聚焦高尿酸血症(HUA)这一常见代谢异常,围绕药食同源植物文冠果(Xanthoceras sorbifolium Bunge)叶的临床降尿酸作用、安全性及其机制展开。研究首先开展了一项纳入120例高尿酸血症患者的随机对照临床试验,其中60例患者饮用文冠果叶代茶饮,60例患者口服非布司他,干预时间均为4周。结果显示,文冠果叶代茶饮与非布司他均可有效降低血清尿酸水平,二者尿酸降低率无统计学差异;同时,文冠果叶组未观察到明显肝肾损伤,提示其具有较好的临床安全性。

在机制研究方面,作者结合患者血清蛋白组学、网络药理学筛选以及AML12肝细胞和HK-2肾小管上皮细胞体外验证,发现PI3K/AKT通路和炎症反应可能是文冠果叶发挥作用的重要环节。文冠果叶提取物及其关键活性成分槲皮苷(quercitrin)、芦丁(rutin)和杨梅苷(myricitrin)可通过抑制肝脏黄嘌呤氧化酶(XOD)活性减少尿酸生成,并通过上调ABCG2/OAT1、下调GLUT9/URAT1调节肾脏尿酸转运,促进尿酸排泄。值得注意的是,文冠果叶提取物对PI3K/AKT通路呈现组织选择性调控:在肝细胞中抑制过度激活的PI3K/AKT/COX-2轴以减轻炎症反应,在肾细胞中则通过激活PI3K/AKT通路抑制尿酸诱导的细胞凋亡。该研究为文冠果叶作为高尿酸血症及其相关并发症的天然干预方案提供了临床和机制层面的科学证据。

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摘要

高尿酸血症(hyperuricemia,HUA)是一种由尿酸代谢异常引起的代谢性疾病,也是痛风和肾脏疾病的常见危险因素。目前,高尿酸血症的一线药物治疗主要包括黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XOD)抑制剂,如别嘌醇和非布司他,以及促尿酸排泄药物,如苯溴马隆。这些药物能够有效降低血清尿酸水平,但其临床应用常受到不良反应限制,包括肝肾毒性、胃肠道反应和超敏反应等。因此,开发更安全、耐受性更好的干预方式仍具有现实需求。在这一背景下,具有多靶点机制和较好安全性特征的植物来源干预物受到越来越多关注。早期研究提示,传统药食同源植物文冠果(Xanthoceras sorbifolium Bunge,X. sorbifolium)叶可能具有治疗 HUA 的潜力,但其临床疗效和作用机制仍需进一步明确。

本研究旨在评价文冠果叶管理 HUA 的临床有效性和安全性,并探讨其降尿酸及器官保护机制。研究开展了一项纳入 120 例高尿酸血症患者的随机对照试验,其中 60 例患者饮用文冠果叶茶,另 60 例患者口服非布司他,两组干预时间均为 4 周。试验期间检测安全性指标和血清尿酸水平。此外,研究者对患者血清进行了蛋白组学分析,并结合网络药理学筛选潜在机制;同时在 AML12 肝细胞和 HK-2 肾小管上皮细胞损伤模型中进行体外验证。研究采用 ELISA、Western blot 和流式细胞术等方法,评价文冠果叶提取物(X. sorbifolium extract,EX)对尿酸代谢、炎症反应、细胞凋亡及相关信号通路的影响。

临床试验显示,饮用文冠果叶代茶饮的患者和口服非布司他的患者均可有效降低血清尿酸水平,二者尿酸降低率无统计学差异。文冠果叶组患者未出现肝肾损伤,显示出较好的安全性。蛋白组学和网络药理学结果提示,PI3K/AKT 通路和炎症反应可能参与其作用机制。体外实验显示,文冠果及其关键活性成分槲皮苷(quercitrin)、芦丁(rutin)和杨梅苷(myricitrin)可通过抑制肝脏 XOD 活性减少尿酸生成;同时通过调控肾脏尿酸转运蛋白促进尿酸排泄,表现为上调 ABCG2/OAT1、下调 GLUT9/URAT1。文冠果还可通过抑制过度激活的 PI3K/AKT/COX-2 轴,在肝细胞中发挥抗炎作用;并通过激活 PI3K/AKT 通路抑制尿酸诱导的肾细胞凋亡,从而呈现一定组织选择性。

研究认为,文冠果叶是一种对 HUA 具有干预效果且安全性较好的天然来源物质。其机制包括减少尿酸生成、促进尿酸排泄,并通过双向调节 PI3K/AKT 通路发挥器官保护作用。该研究为文冠果用于 HUA 及其相关并发症的干预提供了科学依据。


01

研究背景及科学问题

高尿酸血症(HUA)是一种由嘌呤代谢紊乱和/或尿酸(uric acid,UA)排泄能力不足引起的嘌呤代谢性疾病,其特征是血清尿酸水平升高。目前,HUA 被认为与慢性肾脏病(CKD)、痛风、心血管疾病、高血糖等多种代谢性疾病相关。异常升高的尿酸水平可诱导炎症反应、氧化应激、线粒体功能障碍和细胞凋亡等多种病理生理效应,最终可能导致急性肾损伤、慢性肾功能异常和肾结石等并发症。

人体内约三分之二的尿酸来源于内源性嘌呤代谢,剩余约三分之一来自食物摄入。嘌呤分解为尿酸的过程主要发生在肝脏,并依赖黄嘌呤氧化酶(XOD)参与。由于人类细胞无法继续降解尿酸,因此尿酸必须通过肾脏和肠道排出。多数其他哺乳动物每天约 70% 的尿酸可经尿液排出,因为尿酸可被尿酸酶进一步分解为尿囊素。然而,尿酸酶在人类早期进化过程中已经失活。现代社会饮食结构发生明显变化,高糖、高嘌呤食物摄入增加,再叠加尿酸酶缺失,使高尿酸血症患者数量逐年增加。全球范围内 HUA 和痛风病例也呈逐年上升趋势。2016 年,HUA 和痛风已在全球广泛流行;到 2020 年,相关人数已增至 9.3 亿。HUA 目前已成为仅次于糖尿病的第二大常见代谢性疾病。

在临床治疗中,别嘌醇(allopurinol,AP)和非布司他等 XOD 抑制剂常用于抑制过量尿酸生成;苯溴马隆和丙磺舒等药物则用于促进尿酸排泄。虽然这些药物具有明确临床疗效,但其使用受到超敏综合征、胃肠道反应、肝功能异常和全身性皮疹等不良反应限制。基于安全性考虑,近年来越来越多研究开始关注植物来源成分在控制 HUA、避免肝肾损伤方面的潜力。

与合成药物相比,中医药,尤其是药食同源植物,因其疗效特点、多功能属性和较高安全性受到关注。文冠果(Xanthoceras sorbifolium Bunge,X. sorbifolium)已被正式列入 114 种中国药食同源植物之一。其作为草本代茶饮用于治疗 HUA(痛风缓解期)的功效,也被纳入 2024 年内蒙古自治区中医适宜技术目录。已有研究显示,多种文冠果叶提取物具有降尿酸特性。此外,研究团队前期动物实验已证实,文冠果叶可通过调节 HUA 相关转运蛋白减轻肾损伤。因此,文冠果叶在预防和治疗 HUA 方面显示出较大潜力。

不过,小鼠和人类尿酸代谢通路存在显著差异,这给动物研究结果向人群转化带来较大困难。动物模型预测人体反应的能力受到限制,但这一点在相关研究中往往未被充分重视。因此,本研究采用“从临床到基础”的整合策略,直接评估文冠果叶的治疗价值和机制。研究首先通过随机对照临床试验评价其在 HUA 患者中的有效性和安全性;随后利用临床样本进行蛋白组学分析和网络药理学筛选,识别可能机制,并在细胞模型中进行严格验证。这种临床观察与机制研究直接连接的设计,为理解文冠果叶药理作用提供了更具转化意义的平台。

02

重要发现及亮点

高尿酸血症患者的年龄和性别分布特征

本研究共纳入 120 例 HUA 患者,年龄范围为 19–60 岁。在全部病例中,19–25 岁年龄组高尿酸血症患者比例为 11.7%,随后随年龄增长逐渐上升,并在 36–40 岁年龄组达到峰值,占 16.7%。此后,患者比例开始下降,在 60–65 岁年龄组降至 0.83%。

研究还观察到,在 120 例 HUA 患者中,男性 107 例,女性 13 例,男性患者比例明显更高。男性患者分布于多个年龄段,其中年轻和中年男性,尤其是 30–44 岁人群病例数最多。相比之下,女性患者主要集中于 50–59 岁年龄段,提示中老年女性更容易出现 HUA。


图1:文冠果形态特征及 HUA 患者统计分析。(A)文冠果植株。(B)文冠果叶。(C)由文冠果叶制备的茶饮。(D)高尿酸血症患者的年龄分布。(E)高尿酸血症患者的年龄和性别分布。

饮用文冠果叶茶后 HUA 患者生化指标变化

随后,为直观展示文冠果的治疗效果,研究者对纳入的 120 例高尿酸血症患者进行药物干预,并观察多项指标变化。研究采用随机分组方法,将患者分为文冠果叶干预组(n=60)和非布司他对照组(n=60)。文冠果叶干预组年龄范围为 20–60 岁,平均年龄为 37.20±9.57 岁;体重指数(BMI)范围为 22.00–43.00 kg/m²,平均 BMI 为 27.79±4.46 kg/m²。非布司他对照组年龄范围为 19–60 岁,平均年龄为 41.13±11.09 岁;BMI 范围为 17.00–36.30 kg/m²,平均 BMI 为 27.48±4.00 kg/m²。两组 BMI 差异无统计学意义(p>0.05)。

经过 4 周干预试验,共有 118 例患者(98.3%)完成全部研究访视,其中文冠果叶组 60 例,非布司他组 58 例。非布司他组有 2 例患者出现肝酶升高,停药后逐渐改善。

临床结果显示,患者饮用文冠果叶茶后血清 UA 水平显著下降。同时,服用文冠果叶的患者血清甘油三酯(TG)和总胆固醇(CHOL)也显著降低,且未检测到异常变化,提示文冠果叶未造成肝肾功能损害,临床使用安全性较好。t 检验结果显示,文冠果叶降低尿酸的幅度与常用降尿酸药物非布司他的降尿酸幅度无统计学差异。此外,肌酐(CRE)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)等指标也未见显著差异。

研究者进一步基于各项指标降低率的频率分布进行分析,发现文冠果叶组各指标降低率相对集中,整体趋势较一致,未出现特别异常的离群值。相比之下,非布司他组降低率分布更分散,虽然也观察到降低趋势,但个体之间疗效差异似乎更大。


图2:文冠果叶治疗对 HUA 患者临床参数的影响。(A–G)接受文冠果叶治疗(HUA+EX)或非布司他治疗(HUA+Febux)的 HUA 患者,在基线、终点及两者差值中的血清尿酸(UA)、肌酐(CRE)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(CHOL)、葡萄糖(GLU)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平。数据以均值 ± 标准差(SD)表示(n=60)。****p<0.0001,***p<0.001,**p<0.01,*p<0.05,与 HUA 组相比;ns,差异无统计学意义(p>0.05)。(H)文冠果叶组和非布司他组按年龄分层(青年、中年、老年)的 UA 降低率。不同字母(a)表示年龄组之间存在显著差异(p<0.05)。(I)EX Leaf 组和非布司他组按性别分层(男性、女性)的 UA 降低率;ns,差异无统计学意义(p>0.05)。(J–P)XSB 组和 Febux 组血清 UA、CRE、TG、CHOL、GLU、ALT 和 AST 在基线(蓝色箱线图)和终点(绿色箱线图)的箱线图,离群值以空心圆表示。*p<0.05,表示同一组内基线与终点之间差异显著。


图3:接受文冠果(EX)或非布司他(Febux)治疗的 HUA 患者生化参数降低率的频率分布。(A)UA 降低率。(B)肌酐(CRE)降低率。(C)甘油三酯(TG)降低率。(D)总胆固醇(CHOL)降低率。(E)葡萄糖(GLU)降低率。(F)丙氨酸氨基转移酶(ALT)降低率。(G)天冬氨酸氨基转移酶(AST)降低率。

HUA 患者血清蛋白组学分析提示炎症与代谢通路参与文冠果叶作用

为全面分析文冠果叶提取物在 HUA 患者治疗中的作用及机制,研究者进行了血清蛋白组学分析,并在不同样本组之间识别差异表达蛋白(DEPs)。结果显示,HUA 组中共有 115 个差异表达蛋白,其中 39 个上调,76 个下调;文冠果治疗组中也识别出 115 个差异表达蛋白,其中 8 个上调,107 个下调。

研究者进一步绘制了对照组、HUA 组和 EX 组差异表达蛋白表达水平的热图,并识别出在治疗条件下表达显著逆转的蛋白。随后,研究者利用 GO 和 KEGG 数据库对这些差异表达蛋白进行功能注释和富集分析,以探索其在生物学过程中的潜在作用。

GO 富集分析显示,这些蛋白参与多个生物学过程,主要富集条目包括对外源性刺激的反应、神经系统发育、细胞内信号转导、整合素介导的信号通路、免疫反应、细胞分化、细胞周期以及钙介导信号等。在细胞组分类别中,差异表达基因显著富集于膜运输系统、高尔基体、内质网、过氧化物酶体、蛋白酶体核心复合体、谷氨酸受体、内质网腔、细胞质囊泡、自噬相关结构和线粒体膜等。在分子功能方面,其主要富集于 ATP 结合和 DNA 结合类别。KEGG 富集分析显示,与应激反应、神经发育、细胞信号和代谢过程相关的关键蛋白发生显著变化,提示这些生物通路可能在实验条件下受到明显调控。


图4:HUA 患者血液蛋白组学特征及文冠果治疗作用。(A,B)差异表达蛋白(DEPs)火山图:(A)对照组 vs. HUA 组;(B)HUA 组 vs. 文冠果(EX)组。图中标示上调蛋白(红色)、下调蛋白(绿色)和无显著差异蛋白(灰色)。(C)对照组、HUA 组和 EX 组 DEPs 的层次聚类热图,显示不同表达模式。(D,E)DEPs 的基因本体(GO)富集分析:(D)对照组 vs. HUA 组;(E)HUA 组 vs. EX 组,按生物过程、细胞组分和分子功能分类。(F,G)KEGG 通路富集气泡图:(F)对照组 vs. HUA 组;(G)EX 组 vs. HUA 组。x 轴表示富集因子,y 轴列出富集通路,气泡大小表示该通路中 DEPs 数量,颜色对应 P 值(紫色到红色表示显著性由高到低)。

网络药理学分析揭示文冠果叶化学成分及潜在作用靶点

为明确文冠果叶降尿酸活性的药效物质基础,研究者收集不同产地的文冠果叶样品,制备相应提取物,并开展系统化学成分分析。共准确鉴定出 69 种化合物,覆盖 11 类结构类型,包括 26 种黄酮类、12 种氨基酸及其衍生物、9 种生物碱、7 种萜类、5 种木脂素和香豆素、4 种酚酸、2 种黄酮醇苷、1 种核苷酸及其衍生物、1 种黄酮醇、1 种醌类和 1 种三萜类。

在此基础上,研究者利用网络药理学筛选文冠果叶治疗 HUA 的潜在靶点和分子机制。通过 SwissTargetPrediction 数据库对已鉴定化学成分进行靶点预测和去重后,获得 104 个候选药物靶点;同时整合多个公共疾病数据库并去重后,获得 316 个 HUA 相关治疗靶点。两组靶点取交集后,筛选出文冠果抗 HUA 的 12 个重叠核心靶点。这 12 个靶点被导入 STRING 数据库构建蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络。网络中节点大小与度值正相关,较大节点代表更关键的核心靶点。结果显示,肿瘤坏死因子(TNF)和血管紧张素转换酶(ACE)等关键因子被识别为核心调控节点。KEGG 通路富集分析显示,最显著富集通路包括代谢通路、酒精性肝病通路、PI3K/AKT 信号通路和花生四烯酸代谢通路。

研究者随后在 Cytoscape 3.8.0 中构建成分-靶点调控网络,以关联活性成分和靶点。该网络包含 11 个活性成分、114 个节点和 1508 条边。研究筛选出排名最高的 4 个核心成分:myricetin-3-O-rutinoside、槲皮苷(quercitrin)、芦丁(rutin)和杨梅苷(myricitrin)。HPLC 定量检测显示,这 4 个成分在不同地区样品中的含量稳定且一致,分别为:myricitrin 10.1202–17.2002 mg/g,quercitrin 3.8666–5.7068 mg/g,rutin 3.0768–6.3907 mg/g,myricetin-3-O-rutinoside 5.9302–14.7843 mg/g,说明不同来源文冠果叶具有较好的质量一致性。

为了在细胞水平验证 4 个单体化合物的降尿酸活性,研究者建立了 UA 诱导的 HUA 细胞模型,并使用小鼠肝细胞系 AML12 和人肾近端小管细胞系 HK-2 进行实验。结果显示,槲皮苷、芦丁和杨梅苷可显著降低细胞内 UA 水平,其效果与阳性对照非布司他一致;而 myricetin-3-O-rutinoside 与模型组相比未表现出统计学显著的降尿酸作用。此外,在服用文冠果叶茶的 HUA 患者尿液中检测到了这 3 种活性成分,提示它们可能是主要活性物质。

研究者进一步将 3 个关键成分与 12 个 HUA 核心靶点进行分子对接,以验证网络药理学识别的靶点相互作用。结合能被用作评价指标,数值越低表示结合亲和力越强。结果显示,在 3 个成分中,AKR1B1 的结合能最低,提示其结合能力最强。已有研究证实,AKR1B1 缺失可抑制内源性果糖生成和糖酵解,而果糖代谢紊乱会加速 UA 合成并诱导痛风等代谢性疾病。总体而言,分子对接结果支持网络药理学预测,初步提示文冠果叶可能主要通过槲皮苷、芦丁和杨梅苷结合核心靶点,尤其是 AKR1B1,并调控关键代谢和炎症通路,从而发挥降尿酸作用。


图5:文冠果治疗 HUA 分子机制的网络药理学分析。(A)文冠果主要化学成分的分类及比例。(B)文冠果与 HUA 重叠靶点的维恩图。(C)核心共同靶点的蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络分析。(D)潜在靶点的京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。(E)药材-成分-靶点调控网络。(F)分子对接结合能热图。(G–H)单体化合物在 AML12(G)和 HK2(H)细胞中的降尿酸作用(n=5)。(I)分子对接验证:文冠果关键活性成分与核心靶蛋白之间的结合模式。#<0.01,##<0.001,与对照组相比;*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,与模型组相比;ns,差异无统计学意义(p>0.05)。

文冠果叶提取物抑制 HUA 细胞模型中的尿酸合成与重吸收

为进一步研究 EX 治疗 HUA 的潜在分子机制,研究者采用体外细胞模型开展了一系列验证实验。首先,研究者使用 CCK-8 法评价 EX 对细胞活力的影响。结果显示,100 μg/ml 浓度下,EX 对 AML12 和 HK-2 细胞均表现出明显细胞毒性。基于这一结果,研究者选择 12.5–50 μg/ml 作为后续疗效评价浓度范围。

在 HUA 细胞模型中,研究者采用多种策略模拟尿酸代谢异常。对于 AML12 细胞,研究者一方面用 40 mM UA 直接刺激细胞,以模拟高尿酸环境对肝细胞的直接损伤;另一方面使用腺苷/黄嘌呤氧化酶(XOD)刺激细胞,以模拟尿酸生成过程。对于 HK-2 细胞,由于其不参与尿酸合成,模型仅通过 UA 刺激建立。实验结果显示,与对照组相比,40 mM UA 或腺苷/XOD 处理后,AML12 和 HK-2 细胞上清中的 UA 水平均显著升高(p<0.05)。而 12.5、25 和 50 μg/ml EX 可剂量依赖性降低细胞内 UA 水平,其中 50 μg/ml 组降尿酸效果最显著(p<0.05)。

随后,研究者从尿酸生成和尿酸排泄两个关键方面分析 EX 的作用机制。就尿酸生成而言,肝脏是尿酸合成的主要器官,XOD 是该过程中的限速酶。因此,研究者检测了不同处理组 AML12 细胞中 XOD 活性变化。结果显示,两种处理方法建立的模型组中,XOD 活性均显著高于对照组(p<0.001);而 EX 干预组可剂量依赖性显著抑制 XOD 活性升高(p<0.01)。在 50 μg/ml 浓度下,EX 对 XOD 的抑制作用甚至强于非布司他。这提示 EX 可能通过抑制 XOD 活性减少尿酸生成,从而发挥降尿酸作用。

在尿酸排泄方面,研究者使用 Western blot 检测肾脏尿酸转运蛋白表达变化。结果显示,在 HUA 模型组中,与尿酸排泄相关的 ABCG2 和 OAT1 蛋白表达显著下调,而与尿酸重吸收相关的 GLUT9 和 URAT1 蛋白表达显著上调。这种“排泄减少、重吸收增加”的状态共同加重体内尿酸蓄积。EX 干预可有效逆转这些变化,提示其可能通过调节肾脏转运蛋白表达,促进尿酸排泄并抑制尿酸重吸收,从而协同降低尿酸水平。


图6:EX 在 HUA 细胞模型中降尿酸作用及分子机制的体外验证。(A,B)不同浓度 EX(12.5–200 μg/ml)处理 AML12(A)和 HK2(B)细胞后的细胞活力,采用 CCK-8 法检测(n=5)。(C,D)AML12 细胞中的 UA 水平:(C)腺苷+XOD 诱导的 HUA 模型;(D)UA 负荷模型,细胞经 EX(12.5–50 μg/ml)或非布司他(阳性对照)处理。(E)UA 负荷 HK2 细胞中的 UA 水平,细胞经 EX 或非布司他处理。(F,G)AML12 细胞中的 XOD 活性:(F)腺苷+XOD 模型;(G)UA 负荷模型,细胞经 EX 或非布司他处理。(H)HK2 细胞中尿酸转运蛋白 OAT1、ABCG2、GLUT9 和 URAT1 的 Western blot 分析。(I)OAT1、ABCG2、GLUT9 和 URAT1 蛋白表达水平的定量分析,并归一化至 β-actin。<0.05,#<0.01,##<0.001,与对照组相比;*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,与模型组相比;ns,差异无统计学意义。

文冠果叶提取物抑制炎症因子释放和细胞凋亡

高尿酸血症不仅表现为血清 UA 水平升高,还伴随炎症反应和细胞凋亡,并可能进一步损伤肝脏、肾脏等靶器官。结合血清蛋白组学和网络药理学分析结果,研究者发现,EX 干预后,差异表达蛋白显著富集于“免疫反应”和“细胞死亡”等生物学过程。此外,网络药理学筛选发现 TNF 等炎症相关核心靶点。这些结果提示,EX 可能通过调节炎症和凋亡通路发挥肝肾保护作用。

为进一步验证这一假设,研究者在 AML12 肝细胞和 HK-2 肾小管上皮细胞损伤模型中,检测 EX 对炎症因子释放、细胞凋亡水平及相关信号通路的调控作用。研究者使用 ELISA 检测 AML12 和 HK-2 细胞上清中主要炎症因子 TNF-α、IL-1β 和 IL-6 的浓度。结果显示,与对照组相比,模型组上清中 TNF-α、IL-1β 和 IL-6 水平均显著升高(p<0.01)。EX 处理可剂量依赖性显著抑制这三种炎症因子的释放(p<0.01)。

Western blot 分析进一步显示,与对照组相比,模型组炎症相关蛋白 COX-1 和 COX-2 水平显著升高(p<0.001)。不同浓度 EX 处理后,两种细胞中异常升高的 COX-1 和 COX-2 蛋白表达均呈剂量依赖性显著下降(p<0.05 或 p<0.01)。高剂量处理组 COX-1 蛋白表达水平甚至恢复至接近对照组正常水平。此外,研究者发现两种细胞系对照组中 COX-2 表达不可检测,但 UA 处理后显著升高,而 EX 处理可有效逆转这一变化,提示 EX 具有较强抗炎作用。

同时,研究者采用 Annexin V-FITC/PI 双染结合流式细胞术评估 AML12 和 HK-2 细胞凋亡。结果显示,在两种细胞类型中,与对照组相比,UA 处理均显著诱导细胞凋亡;而不同剂量 EX 预处理可剂量依赖性显著降低凋亡细胞比例(p<0.05)。这说明,除抗炎作用外,抑制细胞凋亡也是 EX 治疗 HUA 的重要分子机制之一。


图7:EX 缓解 HUA 细胞模型中的炎症反应并抑制细胞凋亡。(A–F)AML12(A–C)和 HK2(D–F)细胞中促炎细胞因子水平:IL-1β(A,D)、IL-6(B,E)和 TNF-α(C,F),在 EX(12.5–50 μg/ml)或非布司他(阳性对照)处理后通过 ELISA 检测。(G)AML12 和 HK2 细胞中 COX1 和 COX2 的 Western blot 分析。(H–K)AML12(H,I)和 HK2(J,K)细胞中 COX1(H,J)和 COX2(I,K)表达的定量分析,并归一化至 β-actin。(L)AML12(上方)和 HK2(下方)细胞凋亡水平的流式细胞术分析,显示对照组、模型组、非布司他组和 EX 50 μg/ml 组中凋亡细胞分布。##<0.001,与对照组相比;*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,与模型组相比;ns,差异无统计学意义。

文冠果叶提取物通过调节 PI3K/AKT 信号通路干预 HUA

上述结果证实,EX 可有效抑制 UA 诱导的炎症反应和细胞凋亡。为进一步研究上游信号机制,研究者采用蛋白组学和网络药理学整合策略筛选核心通路,最终锁定 PI3K/AKT 信号通路。虽然 PI3K/AKT 通路在血清蛋白组学 KEGG 分析中并未进入前 20 个最显著富集条目,但它是差异表达蛋白富集分析和网络药理学预测共同识别出的通路之一。

这一选择还受到多方面证据支持:首先,研究团队前期动物研究显示,文冠果叶可通过调节 PI3K/AKT 通路改善高尿酸血症肾病;其次,多种与 PI3K/AKT 信号功能相关的差异表达蛋白,如 PIK3R1、GRB10、PDGFA、ROCK1、CDC42、PARP1、PDCD5、SOD1/3、MMP2/14 等,在 EX 干预后发生显著逆转;第三,既往文献已证实 PI3K/AKT 信号通路在 HUA 和痛风中可关键调节尿酸生成、肾脏尿酸转运、炎症和凋亡。尤其是,该通路在炎症和凋亡两个 HUA 诱导肝肾损伤的关键病理过程中处于中心位置。因此,PI3K/AKT 通路被最终选为机制验证的核心靶点。

Western blot 分析显示,在 HK2 细胞中,与对照组相比,UA 处理显著降低 p-PI3K 和 p-AKT 水平(p<0.01),说明 PI3K-AKT 信号通路在该细胞模型中受到抑制。EX 干预后,p-PI3K 和 p-AKT 表达水平呈剂量依赖性显著恢复(p<0.05 或 p<0.01),并回归正常水平。相比之下,在 AML12 细胞中,与对照组相比,UA 处理显著上调 p-PI3K 和 p-AKT 表达水平(p<0.01),而总 PI3K 和 AKT 蛋白水平无明显变化,提示该模型成功激活了 PI3K/AKT 信号通路。EX 干预后,模型诱导的 p-PI3K 和 p-AKT 升高被剂量依赖性显著抑制(p<0.01),这与最初预期相反。基于此,研究者推测 PI3K-AKT 信号通路具有组织特异性,在不同细胞类型中发挥不同功能。

AKT 存在 AKT1、AKT2 和 AKT3 三种亚型。尽管三者序列高度相似,但在组织分布、生理功能和病理作用方面存在差异。由于研究者已发现 PI3K-AKT 信号通路在两种细胞类型中表现不同,因此推测这种差异可能与特定 AKT 亚型有关。qPCR 检测结果显示,在 AML12 细胞中,模型组 AKT1 和 AKT2 表达显著高于对照组,而 AKT3 表达未显著升高;在 HK2 细胞中,模型组 AKT1 和 AKT2 表达显著低于对照组,AKT3 表达同样未见明显变化。

为进一步探索 EX 治疗 HUA 时 PI3K-AKT 信号通路的作用机制,研究者使用 siRNA 技术选择性抑制 AML12 和 HK2 细胞中 AKT1 和 AKT2 表达。结果显示,在 AML12 细胞中,siRNA 敲低 AKT2 可显著提高 Bcl-2/Bax 蛋白比值。流式细胞术结果进一步显示,抑制 AKT2 可显著减少细胞凋亡,而抑制 AKT1 对凋亡未产生显著影响。相比之下,在 HK2 细胞中,siRNA 敲低 AKT1 或 AKT2 均可显著提高 Bcl-2/Bax 蛋白比值,流式细胞术也显示抑制 AKT1 或 AKT2 均可显著减少凋亡。这提示在 AML12 细胞中,AKT2 可能发挥主要作用;而在 HK2 细胞中,AKT1 和 AKT2 共同发挥作用。

随后,研究者检测了沉默 AKT1 和 AKT2 对炎症因子的影响。结果显示,抑制 AKT1 可显著降低 AML12 细胞中 TNF-α、IL-1β 和 IL-6 的表达;相反,抑制 AKT2 表达则增加 IL-6 浓度。这进一步提示 AKT 不同亚型在不同细胞类型和不同病理环节中具有差异化功能。


图8:EX 调节 HUA 细胞模型中的 PI3K/AKT 通路。(A,D)AML12(A)和 HK2(D)细胞中 p-PI3K、总 PI3K、p-AKT、总 AKT 和 β-actin 的 Western blot 结果。(B,C,E,F)p-PI3K/PI3K(B,C)和 p-AKT/AKT(E,F)比值的定量分析。(G,K)AML12(G)和 HK2(K)细胞中 AKT1/2/3 的 mRNA 表达。(H,I,L,M)转染对照 siRNA 或 siAKT1/siAKT2 的细胞中 AKT1(H,L)和 AKT2(I,M)的 mRNA 表达。数据以均值 ± SD 表示。*p<0.05,**p<0.01,与对照 siRNA 相比。数据以均值 ± SD 表示(n=3)。<0.05,#<0.01,与对照组相比;*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,与模型组相比;ns,差异无统计学意义。


图9:siAKT 减轻 AML12 和 HK2 细胞中 UA 诱导的凋亡和炎症反应。(A,C)Bcl-2 和 Bax 表达的 Western blot 分析。(B,D)Bcl-2/Bax 比值的定量分析。(E,F)细胞凋亡的流式细胞术分析。(G–L)ELISA 检测 IL-1β、TNF-α 和 IL-6 水平。数据以均值 ± SD 表示。组间比较采用单因素方差分析。<0.05,#<0.01,##<0.001,###<0.0001,与对照组相比;*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,与模型组相比;ns,差异无统计学意义。

综合机制总结

综合临床研究、血清蛋白组学、网络药理学和细胞实验结果,文冠果叶并非仅通过单一降尿酸路径发挥作用。其核心机制包括三个层面:第一,在肝细胞中抑制 XOD 活性,减少尿酸生成;第二,在肾小管上皮细胞中调节尿酸转运蛋白,上调 ABCG2 和 OAT1,降低 GLUT9 和 URAT1,从而促进尿酸排泄并减少尿酸重吸收;第三,通过调节炎症反应、细胞凋亡和 PI3K/AKT 信号通路,对高尿酸状态下的肝肾细胞损伤发挥保护作用。

值得注意的是,该研究提出文冠果叶对 PI3K/AKT 通路具有组织选择性调节特征。在肝细胞中,UA 诱导 PI3K/AKT/COX-2 轴过度激活,而 EX 可抑制这一过度激活,从而减轻炎症反应;在肾细胞中,UA 抑制 PI3K/AKT 活性,而 EX 可恢复该通路活性,从而抑制尿酸诱导的细胞凋亡。换言之,文冠果叶并非简单地“激活”或“抑制”某一通路,而是在不同组织病理状态下呈现双向调节特征。

【Citation】:Liu, Y., Hua, C., Wu, Y., Lv, X., Hei, D., Qiao, L., Han, G., A, R., Xie, Y., & Li, M. Evaluation of the clinical efficacy of Xanthoceras sorbifolium leaves in intervening in hyperuricemia and research on its uric acid-lowering mechanism.Phytomedicine, 157, 158289 (2026).

贡献★★★★★

本研究通过临床研究与基础实验相结合的方式,证实了文冠果叶用于 HUA 干预的有效性和安全性。文冠果叶并不是单一功能的降尿酸物质,其作用更可能来自多成分、多靶点、多通路的综合调控。

具体而言,文冠果叶可通过抑制尿酸合成、促进尿酸排泄,并发挥抗炎和抗凋亡作用来干预 HUA;其中包括对 PI3K/AKT 信号通路的选择性调控以及组织特异性作用。这些机制有助于减轻 HUA 相关炎症和代谢异常引起的肾脏、肝脏组织损伤。

该研究不仅为文冠果叶开发为降尿酸天然来源干预物提供了较为系统的科学依据,也为天然药物干预代谢性疾病提供了新的研究思路。

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