河北医科大学+河北中医药大学揭示通心络及其活性成分人参皂苷Rg1干预COPD新机制：靶向GADD45B-MAPK轴，抑制肺微血管内皮细胞衰老

【写在前面】：本期推荐的是由河北医科大学研究生院、河北中医药大学研究生院、络病创新与转化国家重点实验室、河北络病创新医学研究院等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF11.3）的一篇文章，揭示通心络通过靶向GADD45B-MAPK轴减弱COPD肺微血管内皮细胞衰老。

【期刊简介】

【摘 要】

背景：越来越多的证据表明，肺组织细胞加速衰老是慢性阻塞性肺疾病（COPD）发生发展的重要促进因素。然而，衰老的肺微血管内皮细胞（PMECs）在COPD中的具体作用，以及针对这类细胞的治疗策略，目前仍缺乏充分研究。通心络（Tongxinluo，TXL）是一种具有“益气活血通络”作用的中药复方制剂，在COPD中表现出一定的干预潜力，其作用可能与减轻PMEC损伤有关，但其具体分子机制和关键活性成分尚未完全阐明。

目的：探讨PMEC衰老在COPD发病进程中的作用，并阐明TXL是否以及如何通过调节PMEC衰老减缓COPD进展。

方法：采用香烟烟雾（cigarette smoke，CS）暴露分别在C57BL/6J小鼠和ERCC1±小鼠中建立COPD模型，并给予TXL干预。通过RT-qPCR、免疫荧光染色、H&E染色和肺功能检测，动态评估细胞衰老及COPD进展。体外采用香烟烟雾提取物（cigarette smoke extract，CSE）刺激人肺微血管内皮细胞（HPMECs）建立细胞损伤模型。进一步整合Bulk RNA-seq、LC-MS/MS、网络药理学及体外细胞实验，筛选TXL减轻PMEC衰老并延缓COPD进展的关键靶点和生物活性成分。

结果：在C57BL/6J和ERCC1± COPD小鼠中，CS暴露均诱导PMEC衰老，表现为P21、P16、P53和γ-H2AX等衰老标志物，以及IL-6、IL-1β和TNF-α等衰老相关分泌表型（senescence-associated secretory phenotype，SASP）升高，并与肺泡结构破坏和肺功能下降相关。ERCC1±小鼠表现出更加严重的细胞衰老和COPD进展，进一步提示DNA损伤在衰老相关病理过程中的重要作用。TXL能够减轻上述改变，降低衰老标志物水平、改善肺组织形态并恢复肺功能。

体外实验进一步显示，TXL及其活性成分能够有效逆转CSE诱导的HPMEC衰老。通过整合RNA测序、TXL全成分LC-MS/MS分析、网络药理学及验证实验，研究发现TXL及其潜在活性成分人参皂苷Rg1可通过调控GADD45B-MAPK信号通路减轻CSE诱导的PMEC衰老。

结论：PMEC衰老随时间持续加重，是推动COPD进展的重要因素。TXL及其潜在活性成分人参皂苷Rg1可通过调控PMEC中的GADD45B-MAPK信号级联，显著抑制COPD相关病理进展。本研究为理解COPD发生机制提供了新的视角，也提示TXL及人参皂苷Rg1具有通过调节细胞衰老干预COPD的研究价值。

结合动物、细胞、转录组及药理学实验，作者提出：持续CS/CSE刺激可诱导PMEC中GADD45B和FOS升高，并激活MAPK相关信号，促进炎症因子产生及细胞衰老，最终加速COPD相关肺组织结构和功能损伤；TXL则可抑制该信号过程，其中人参皂苷Rg1被鉴定为能够与GADD45B直接结合的潜在关键活性成分，从而参与PMEC衰老调控。

【结果部分】

图1：CS诱导COPD进展过程中C57BL/6J和ERCC1±小鼠肺组织形态及功能变化。

图2：细胞衰老与COPD进展之间的双向关系。

图3：肺微血管内皮细胞（PMEC）衰老与慢性阻塞性肺疾病（COPD）进展及肺功能下降相关。

图4：TXL改善C57BL/6J和ERCC1±小鼠CS诱导的肺组织形态及功能变化。

图5：TXL减轻C57BL/6J和ERCC1± COPD小鼠肺组织中CS诱导的SASP及衰老标志物mRNA升高。

图6：TXL减轻CS诱导的肺微血管内皮细胞衰老。

图7：TXL显著改善CSE诱导的HPMEC体外细胞衰老。

图8：TXL通过抑制GADD45B/FOS-MAPK轴减轻CSE诱导的HPMEC衰老。

图9：TXL通过靶向GADD45B抑制CSE诱导的PMEC体外细胞衰老。

图10：筛选并验证TXL中通过结合GADD45B对抗CSE诱导HPMEC细胞衰老的活性成分。

图11：人参皂苷Rg1是TXL对抗CSE诱导HPMEC衰老的主要活性单体候选成分。

图12：人参皂苷Rg1通过GADD45B延缓CSE诱导的HPMEC衰老。

图13：TXL对MAPK信号通路关键蛋白及细胞衰老标志物治疗作用的体内验证。

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