Chinese Medicine｜传统中药复方益气活血解毒方通过激活巨噬细胞线粒体自噬、抑制mtDNA-STING炎症轴改善脓毒症相关急性肺损伤！

2026年8月4日，广州中医药大学及广东省中医院李军团队、陈瑞团队等，在Chinese Medicine（中科院医学2区，IF=7.4） 在线发表题为 “Yiqi Huoxue Jiedu formula protects against sepsis-associated lung injury by modulating macrophage mitophagy and mtDNA-STING signaling” 的研究论文。该研究系统揭示了传统中药复方益气活血解毒方（Yiqi Huoxue Jiedu Formula，YHJF）改善脓毒症相关急性肺损伤（sepsis-associated acute lung injury，SALI）的作用机制。

脓毒症相关急性肺损伤是脓毒症患者常见且严重的并发症之一，其发生发展与巨噬细胞异常激活、线粒体功能障碍以及持续炎症反应密切相关。目前针对SALI仍缺乏有效的机制靶向治疗策略。

本研究建立盲肠结扎穿孔（cecal ligation and puncture，CLP）诱导的小鼠SALI模型，并结合肺组织蛋白质组学、LPS刺激巨噬细胞模型、线粒体自噬药理调控、巨噬细胞-肺泡上皮细胞共培养、HPLC指纹分析、UPLC-HRMS及分子对接等多种技术，系统评价YHJF的保护作用及潜在机制。

研究发现，YHJF能够显著提高CLP诱导SALI小鼠7天生存率，改善肺组织损伤、肺水肿、呼吸功能障碍以及系统性炎症反应。机制研究显示，YHJF通过激活巨噬细胞PINK1/Parkin依赖性线粒体自噬，促进受损线粒体清除，减少线粒体DNA（mtDNA）异常释放，进而抑制cGAS-STING-TBK1-IRF3信号通路及Ⅰ型干扰素炎症反应。

此外，药理学实验进一步证明，线粒体自噬抑制剂Mdivi-1能够削弱YHJF的保护作用，而线粒体自噬激活剂尿石素A（urolithin A，UA）则进一步增强其作用，提示线粒体自噬是YHJF发挥肺保护效应的重要机制。巨噬细胞-肺泡上皮细胞共培养实验显示，经YHJF处理后的巨噬细胞能够减轻LPS诱导的肺泡上皮细胞凋亡。进一步化学分析结合分子对接发现，芦荟大黄素（aloe-emodin）、大黄酸（rhein）和染料木素（genistein）可能是YHJF发挥作用的重要活性成分。

该研究提出，YHJF可能通过恢复巨噬细胞线粒体自噬功能，并抑制mtDNA-STING介导的炎症信号，从而改善脓毒症相关急性肺损伤，为传统中药复方干预脓毒症提供了新的机制依据。

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【摘 要】

研究背景

益气活血解毒方（Yiqi Huoxue Jiedu Formula，YHJF）是一种用于脓毒症辅助治疗的传统中药复方，已有近20年的临床应用经验。既往临床研究显示，YHJF能够改善老年肺炎相关脓毒症患者的序贯器官衰竭评分（Sequential Organ Failure Assessment，SOFA），并调节肠道菌群。然而，YHJF保护脓毒症相关急性肺损伤（sepsis-associated acute lung injury，SALI）的具体作用机制仍不明确。

研究方法

本研究采用盲肠结扎穿孔（cecal ligation and puncture，CLP）建立小鼠SALI模型，通过组织病理学分析、微型计算机断层扫描（micro-CT）、肺功能检测以及ELISA评价YHJF的治疗作用。

机制研究进一步结合肺组织蛋白质组学分析、LPS刺激MH-S巨噬细胞模型、Mdivi-1和尿石素A（UA）调节线粒体自噬实验、巨噬细胞-肺泡上皮细胞共培养体系、HPLC指纹分析、UPLC-HRMS检测以及分子对接分析，探索YHJF发挥作用的分子机制。

研究结果

YHJF显著提高CLP诱导SALI小鼠的7天生存率，并减轻肺组织损伤、肺水肿、呼吸功能障碍以及全身炎症反应。

蛋白质组学分析及后续功能实验提示，增强巨噬细胞线粒体自噬是YHJF发挥保护作用的核心机制之一。

在体内实验中，YHJF促进支气管肺泡灌洗液（BALF）来源肺泡巨噬细胞中自噬体形成，并增强PINK1/Parkin共定位。

在体外实验中，YHJF通过激活巨噬细胞PINK1/Parkin依赖性线粒体自噬恢复线粒体稳态，同时减少细胞质mtDNA释放，降低cGAS表达，并抑制STING-TBK1-IRF3信号通路及其下游Ⅰ型干扰素反应。

进一步研究发现，使用Mdivi-1抑制线粒体自噬能够削弱YHJF的保护作用，而UA激活线粒体自噬则进一步增强YHJF效应，证明线粒体自噬是YHJF发挥保护作用的必要环节。

在巨噬细胞-肺泡上皮细胞共培养体系中，经YHJF处理的巨噬细胞能够减轻LPS诱导的MLE-12肺泡上皮细胞凋亡。

此外，通过化学成分分析结合分子对接，研究鉴定出芦荟大黄素、大黄酸和染料木素可能是YHJF调控巨噬细胞线粒体自噬的重要活性成分。

研究结论

YHJF通过恢复巨噬细胞线粒体自噬功能，并抑制mtDNA-STING介导的炎症信号通路，从而发挥保护脓毒症相关急性肺损伤的作用。

该研究提示，YHJF可能作为SALI潜在辅助治疗策略，并为传统中药调控免疫炎症网络提供新的机制解释。

01

研究背景及科学问题

脓毒症是一种由感染导致宿主反应失调并引起器官功能障碍的危重疾病。其中，脓毒症相关急性肺损伤（SALI）是最严重的并发症之一，约影响25%–45%的脓毒症患者，并显著增加死亡风险。

尽管目前支持治疗策略不断发展，但针对SALI关键分子机制的有效治疗仍然有限。因此，明确驱动脓毒症肺损伤发展的关键调控通路，对于开发新的治疗方法具有重要意义。

巨噬细胞是SALI组织损伤的重要调控细胞。持续的病原体刺激和炎症因子作用可导致巨噬细胞线粒体质量控制障碍，引起受损线粒体积累、活性氧（reactive oxygen species，ROS）过量产生以及线粒体DNA（mtDNA）释放。

这些异常变化进一步激活先天免疫信号，加剧炎症反应并破坏肺泡屏障完整性。

PINK1/Parkin介导的线粒体自噬是维持线粒体稳态的重要保护机制，可通过清除功能异常的线粒体，限制mtDNA介导的炎症放大。然而，在SALI过程中，持续的病原刺激和炎症信号会抑制PINK1/Parkin通路，使受损线粒体无法有效清除。

当线粒体自噬受损时，释放到胞质中的mtDNA可激活cGAS-STING通路，进一步促进Ⅰ型干扰素反应并维持炎症级联反应。因此，恢复巨噬细胞线粒体自噬可能成为抑制mtDNA-STING驱动炎症的重要策略。

传统中药近年来被认为具有调节免疫炎症反应的潜力。根据中医理论，脓毒症与“正气不足”和“邪毒内盛”相关。基于扶正祛邪理念，李军教授团队在经典人参大黄汤基础上创制了益气活血解毒方（YHJF）。

YHJF主要由人参（Panax ginseng）、三七（Panax notoginseng）以及大黄（Rhei Radix et Rhizoma）组成，已在临床实践中应用近20年。既往研究显示，YHJF能够改善脓毒症患者SOFA评分，缩短机械通气时间和住院时间，并调节肠道菌群。然而，其保护SALI的具体分子机制仍有待阐明。

因此，本研究结合体内外实验，利用CLP诱导SALI小鼠模型、LPS刺激MH-S巨噬细胞模型、蛋白质组学分析、线粒体自噬双向药理调控、巨噬细胞-肺泡上皮细胞共培养以及化学成分分析等方法，系统探索YHJF改善SALI的作用机制。

研究发现，YHJF能够激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬，减少mtDNA释放，抑制STING-TBK1-IRF3信号通路，并降低肺泡上皮细胞凋亡，为进一步理解YHJF调控脓毒症肺损伤提供了机制依据。

02

重要发现及亮点

益气活血解毒方改善CLP诱导脓毒症相关急性肺损伤小鼠的肺损伤和炎症反应

为明确益气活血解毒方（Yiqi Huoxue Jiedu Formula，YHJF）对脓毒症相关急性肺损伤（sepsis-associated acute lung injury，SALI）的保护作用，研究人员首先建立盲肠结扎穿孔（cecal ligation and puncture，CLP）诱导的小鼠SALI模型，并给予不同剂量YHJF干预。

实验结果显示，与未经治疗的CLP模型组相比，YHJF处理能够显著提高SALI小鼠7天生存率。

组织病理学分析发现，CLP组小鼠肺组织出现明显病理损伤，包括肺泡间隔增厚、炎症细胞浸润以及广泛组织结构破坏，而YHJF干预后上述病理改变明显减轻。

微型计算机断层扫描（micro-CT）进一步证实，CLP诱导的小鼠肺部出现明显损伤，而YHJF治疗能够有效改善肺部影像学异常。

在肺功能检测中，YHJF显著改善了脓毒症小鼠的呼吸频率、潮气量以及肺顺应性。同时，支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）蛋白含量下降以及肺湿/干重比（wet/dry ratio，W/D ratio）降低，提示YHJF能够减轻肺血管通透性增加和肺水肿。

炎症因子检测结果显示，CLP组小鼠血清中IL-6、IL-1β和TNF-α水平明显升高，而YHJF及阳性药物地塞米松（dexamethasone，DEX）处理均能够显著降低这些促炎因子水平。

上述结果表明，YHJF能够减轻CLP诱导的肺组织损伤、肺水肿以及系统性炎症反应，对SALI具有明显保护作用。

图1：YHJF改善CLP诱导脓毒症小鼠急性肺损伤。

A：动物实验流程示意图。

B：苏木精-伊红（hematoxylin and eosin，HE）染色显示肺组织病理损伤情况及肺损伤评分。

C：肺组织微型计算机断层扫描（micro-CT）成像。

D：利用呼吸机检测肺功能参数，包括呼吸频率、潮气量以及肺顺应性。

E：肺组织湿/干重比（W/D ratio）。

F：支气管肺泡灌洗液（BALF）中的总蛋白含量。

G：通过qRT-PCR检测小鼠血清炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α的mRNA水平。

数据以平均值±标准差（mean±SD）表示（n=6）。

*P<0.05，**P<0.01，与CLP组相比；<0.05，#<0.01，与Sham组相比。

蛋白质组学揭示YHJF通过调节线粒体稳态改善SALI

为了进一步探索YHJF保护SALI的潜在机制，研究人员首先对小鼠肺组织进行蛋白质组学分析。

质谱检测共鉴定出2908个肺组织蛋白。通过严格筛选标准（|log2FC|≥1，FDR<0.05），最终获得268个核心差异表达蛋白（differentially expressed proteins，DEPs）。

进一步分析发现，其中48个蛋白在CLP模型中表达下降，而经过YHJF治疗后恢复升高；185个蛋白呈现相反趋势，即CLP组升高而YHJF干预后降低，提示这些蛋白可能参与YHJF介导的治疗响应过程。

GO富集分析显示，这些差异蛋白主要涉及：

• 线粒体基质；

• 线粒体内膜；

• NAD结合；

• 分子内氧化还原酶活性；

• 氧化应激反应；

• 活性氧（ROS）应答过程。

Reactome通路分析进一步显示：

CLP组降低但被YHJF恢复的蛋白主要富集在线粒体蛋白降解相关通路；

而CLP组升高但被YHJF抑制的蛋白主要涉及线粒体损伤以及ISG15抗病毒相关信号。

这些结果提示，YHJF可能通过调节线粒体稳态和氧化应激相关过程发挥肺保护作用。

随后，研究人员利用免疫细胞浸润分析进一步分析肺组织免疫微环境变化。

结果显示，在CLP诱导的肺损伤过程中，巨噬细胞是变化最显著的免疫细胞群。

与Sham组相比，CLP组促炎型M1巨噬细胞比例明显增加，而YHJF治疗能够显著逆转这一变化。

这些结果提示，巨噬细胞可能是YHJF改善SALI免疫失衡的重要作用靶点。

图2：YHJF改善SALI小鼠线粒体功能障碍。

A：肺组织蛋白质组学分析结果，包括Sham组与CLP组、CLP组与YHJF组之间差异表达蛋白（DEPs）的火山图分析（n=6）。

B：维恩图显示Sham与CLP组以及YHJF与CLP组之间上调和下调差异表达蛋白的交集。

C：GO富集分析，包括细胞组分（cellular components，CC）、分子功能（molecular functions，MF）以及生物过程（biological processes，BP）。

D：Reactome通路富集分析。

E：基于肺组织蛋白质组学数据进行免疫细胞浸润分析。

P<0.01，与CLP组相比；<0.05，#<0.01，与Sham组相比。

YHJF改善肺泡巨噬细胞线粒体功能障碍并降低炎症激活

基于蛋白质组学结果提示线粒体稳态可能是YHJF发挥作用的重要环节，研究人员进一步检测了肺组织及巨噬细胞中的线粒体功能变化。

在CLP诱导的SALI小鼠肺组织中，ROS荧光强度明显升高，同时ATP水平降低，提示线粒体氧化应激增强以及能量代谢障碍。

YHJF治疗后，ROS水平明显下降，ATP生成恢复。

此外，JC-1染色结果显示，YHJF能够提高线粒体膜电位，表现为JC-1聚集体/单体红绿荧光比例升高，提示YHJF改善了受损线粒体功能。

为了进一步验证YHJF对巨噬细胞的作用，研究人员建立LPS刺激的MH-S小鼠肺泡巨噬细胞损伤模型。

CCK-8实验用于确定最佳LPS刺激浓度（1 μg/mL）以及后续实验所需YHJF含药血清浓度。

结果显示，YHJF能够显著抑制LPS诱导的MH-S细胞IL-1β、TNF-α和IL-6分泌。

流式细胞术及生化检测进一步发现，LPS刺激导致MH-S细胞ROS升高、ATP生成下降，而YHJF处理能够明显改善上述线粒体功能异常。

JC-1染色进一步证实，YHJF能够恢复LPS损伤后的线粒体膜电位。

这些结果说明，YHJF能够缓解肺泡巨噬细胞中的线粒体功能障碍，并抑制异常炎症激活。

图3：YHJF改善肺泡巨噬细胞线粒体功能障碍。

A：肺组织ROS表达水平检测（n=6）。

B：肺组织ATP水平检测（n=6）。

C：肺组织JC-1染色检测（n=6）。

数据以平均值±标准差（mean±SD）表示。

*P<0.05，**P<0.01，与CLP组相比；<0.05，#<0.01，与Sham组相比。

D：ELISA检测MH-S细胞培养上清中IL-1β、IL-6和TNF-α水平（n=6）。

E：流式细胞术检测MH-S细胞ROS荧光强度（n=6）。

F：MH-S细胞ATP水平检测（n=6）。

G：JC-1染色检测MH-S细胞线粒体膜电位变化（绿色代表JC-1单体，红色代表JC-1聚集体）（n=6）。

数据以平均值±标准差（mean±SD）表示。

*P<0.05，**P<0.01，与LPS组相比；<0.05，#<0.01，与CON组相比。

YHJF通过激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬改善SALI

前述结果提示，YHJF能够改善SALI过程中肺泡巨噬细胞的线粒体功能障碍。由于线粒体自噬（mitophagy）是维持线粒体质量控制、清除受损线粒体的重要机制，研究人员进一步探讨YHJF是否通过调节线粒体自噬发挥保护作用。

首先，研究人员检测了经典线粒体自噬通路相关蛋白。

结果显示，在CLP诱导的SALI小鼠肺组织中，线粒体自噬关键蛋白PINK1和Parkin表达明显降低，同时线粒体相关蛋白LC3-II/I水平下降，而线粒体外膜蛋白TOM20表达升高，提示CLP导致线粒体自噬受阻以及受损线粒体累积。

经过YHJF干预后，PINK1、Parkin以及LC3-II/I水平明显恢复，而TOM20水平降低，说明YHJF能够促进线粒体自噬过程。

进一步通过免疫荧光染色观察PINK1与Parkin在线粒体中的定位情况发现，CLP模型中PINK1/Parkin在线粒体上的募集减少，而YHJF处理能够明显恢复二者在线粒体上的共定位。

透射电子显微镜（TEM）观察进一步显示，CLP组肺泡巨噬细胞中出现大量结构异常的线粒体，包括线粒体肿胀、嵴结构破坏以及空泡样改变；而YHJF治疗后，线粒体超微结构明显改善。

上述结果表明，YHJF能够通过激活PINK1/Parkin依赖性线粒体自噬，促进受损线粒体清除，从而维持肺泡巨噬细胞线粒体稳态。

图4：YHJF通过激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬改善SALI。

A：Western blot检测肺组织中线粒体自噬相关蛋白PINK1、Parkin、LC3-I、LC3-II以及TOM20的表达水平。

B：PINK1与线粒体标志蛋白的免疫荧光共定位分析。

C：Parkin与线粒体标志蛋白的免疫荧光共定位分析。

D：透射电子显微镜（TEM）观察肺泡巨噬细胞线粒体超微结构变化。

E：线粒体损伤评分统计分析。

数据以平均值±标准差（mean±SD）表示（n=6）。

*P<0.05，**P<0.01，与CLP组相比；<0.05，#<0.01，与Sham组相比。

YHJF通过抑制mtDNA-STING炎症通路减轻巨噬细胞炎症反应

由于受损线粒体无法被及时清除时，会导致线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）释放，而胞质中的mtDNA能够激活干扰素基因刺激蛋白（stimulator of interferon genes，STING）相关炎症信号。

因此，研究人员进一步分析YHJF是否能够通过调控mtDNA-STING轴抑制炎症反应。

实验结果显示，CLP诱导后，小鼠肺组织中线粒体DNA向胞质释放明显增加，同时STING通路相关蛋白p-TBK1、TBK1、p-IRF3以及IRF3表达升高，提示mtDNA-STING炎症通路被激活。

YHJF处理后，胞质mtDNA水平明显下降，同时STING信号激活受到抑制。

此外，在MH-S肺泡巨噬细胞中，LPS刺激同样导致mtDNA释放增加，并促进STING-TBK1-IRF3信号激活。

加入YHJF含药血清后，mtDNA释放减少，STING通路相关蛋白磷酸化水平降低。

这些结果提示，YHJF可能通过恢复线粒体质量控制、减少mtDNA异常释放，从而抑制STING介导的炎症放大。

图5：YHJF通过抑制mtDNA-STING信号通路减轻SALI炎症反应。

A：Western blot检测肺组织中STING通路相关蛋白STING、p-TBK1、TBK1、p-IRF3和IRF3表达水平。

B：免疫荧光检测肺组织中STING表达。

C：检测肺组织胞质mtDNA含量变化。

D：Western blot检测MH-S细胞中STING信号相关蛋白表达。

E：检测LPS刺激MH-S细胞后的胞质mtDNA释放水平。

数据以平均值±标准差（mean±SD）表示（n=6）。

*P<0.05，**P<0.01，与LPS组相比；<0.05，#<0.01，与对照组相比。

线粒体动力学调控验证YHJF改善SALI的作用机制

为了进一步验证线粒体功能恢复是否是YHJF发挥保护作用的关键机制，研究人员采用线粒体分裂抑制剂Mdivi-1进行干预。

Mdivi-1是一种线粒体动力学调节剂，可以抑制过度线粒体分裂。

实验结果显示，在CLP模型中，Mdivi-1处理能够部分改善肺组织病理损伤，并降低炎症因子水平。

与CLP组相比，Mdivi-1联合YHJF处理进一步降低了IL-6、IL-1β以及TNF-α表达。

同时，Mdivi-1能够改善线粒体膜电位，降低ROS积累，提高ATP水平。

进一步检测发现，Mdivi-1处理能够增强PINK1/Parkin介导的线粒体自噬，并降低STING通路活化水平。

这些结果进一步证明，改善线粒体稳态以及抑制异常炎症信号可能是YHJF发挥SALI保护作用的重要机制。

图6：Mdivi-1进一步验证YHJF通过调节线粒体稳态改善SALI。

A：Mdivi-1和YHJF联合处理SALI小鼠实验流程示意图。

B：HE染色观察肺组织病理改变。

C：肺损伤评分分析。

D：ELISA检测血清IL-1β、IL-6和TNF-α水平。

E：检测肺组织ROS水平。

F：检测肺组织ATP含量。

G：JC-1染色检测肺组织线粒体膜电位变化。

H：Western blot检测PINK1/Parkin线粒体自噬通路相关蛋白。

I：Western blot检测STING信号通路相关蛋白。

数据以平均值±标准差（mean±SD）表示（n=6）。

*P<0.05，**P<0.01，与CLP组相比；<0.05，#<0.01，与Sham组相比。

巨噬细胞来源炎症信号影响肺泡上皮损伤，YHJF发挥细胞保护作用

为了进一步明确YHJF改善SALI过程中巨噬细胞与肺泡上皮细胞之间的相互作用，研究人员建立了MH-S巨噬细胞与MLE-12肺泡上皮细胞共培养体系。

实验设计中，首先利用LPS刺激MH-S细胞诱导炎症状态，随后收集巨噬细胞条件培养液（conditioned medium，CM）作用于MLE-12细胞。

结果显示，LPS刺激MH-S细胞产生的条件培养液能够明显诱导MLE-12细胞损伤，表现为：

• 细胞活力下降；

• 炎症因子表达升高；

• 氧化应激增强。

而经过YHJF处理后的MH-S细胞条件培养液能够明显减轻MLE-12细胞损伤。

进一步机制检测发现，YHJF处理能够降低巨噬细胞来源炎症介质释放，同时减少MLE-12细胞ROS水平，提高细胞存活能力。

上述结果说明，YHJF不仅直接改善巨噬细胞线粒体功能障碍，还能够通过调节巨噬细胞炎症状态，间接保护肺泡上皮细胞。

图7：YHJF通过调控巨噬细胞-肺泡上皮细胞通讯改善SALI。

A：MH-S与MLE-12细胞共培养实验流程示意图。

B：CCK-8检测MLE-12细胞活力变化。

C：ELISA检测MLE-12细胞培养液中IL-1β、IL-6和TNF-α水平。

D：检测MLE-12细胞ROS水平。

E：检测MLE-12细胞ATP水平。

F：JC-1染色检测MLE-12细胞线粒体膜电位。

数据以平均值±标准差（mean±SD）表示（n=6）。

*P<0.05，**P<0.01，与LPS刺激组相比；<0.05，#<0.01，与对照组相比。

【贡献】★★★★★

本研究建立CLP诱导的脓毒症相关急性肺损伤模型，系统评价了益气活血解毒方（YHJF）的肺保护作用及潜在机制。

研究发现，YHJF能够显著改善SALI小鼠肺组织病理损伤、肺功能下降以及炎症反应。

机制研究表明，YHJF主要通过恢复线粒体质量控制发挥保护作用：

一方面，YHJF激活PINK1/Parkin依赖性线粒体自噬，促进受损线粒体清除，改善线粒体功能障碍；

另一方面，YHJF减少线粒体DNA异常释放，抑制mtDNA-STING炎症信号通路激活，从而降低炎症放大反应。

此外，YHJF通过调节肺泡巨噬细胞炎症状态，减轻其对肺泡上皮细胞造成的继发性损伤。

综上，YHJF可能通过“恢复线粒体稳态—抑制异常炎症信号—改善免疫细胞与肺泡上皮细胞通讯”的多层级机制缓解脓毒症相关急性肺损伤，为SALI的干预研究提供了新的实验依据。

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