哮喘是一種常見(jiàn)的慢性呼吸道疾病，其特征是氣道炎癥和氣道高反應(yīng)性，對(duì)全球健康產(chǎn)生了顯著影響。據(jù)估計(jì)，全球有超過(guò)3億人受到哮喘的影響，且其發(fā)病率呈上升趨勢(shì)。目前，哮喘的主要治療手段依賴于傳統(tǒng)的藥物，如糖皮質(zhì)激素。然而，由于疾病的異質(zhì)性和藥物基因組學(xué)的差異，部分患者（如非嗜酸性粒細(xì)胞性哮喘患者）對(duì)糖皮質(zhì)激素治療反應(yīng)不佳。此外，即使患者嚴(yán)格遵循控制藥物治療，仍有部分患者存在癥狀持續(xù)和病情加重的情況。現(xiàn)有藥物雖然能夠緩解癥狀，但往往伴隨著不良反應(yīng)和有限的長(zhǎng)期療效。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)新的治療策略，以有效管理哮喘癥狀并針對(duì)其潛在的分子機(jī)制。
近年來(lái)，傳統(tǒng)中藥在哮喘治療中的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注。中藥具有2000多年的歷史，為疾病治療提供了獨(dú)特的視角。例如，花椒種子（Zanthoxylum bungeanum Maxim seed，ZBMS）等中藥配方已被證明對(duì)哮喘具有治療效果。在美國(guó)進(jìn)行的一項(xiàng)研究顯示，約70%的哮喘患者在其治療方案中加入了中藥。肉蓯蓉（Cistanche）是一種多年生寄生草本植物，主要生長(zhǎng)在北半球的干旱地區(qū)。在中國(guó)，肉蓯蓉的使用可以追溯到古代的《神農(nóng)本草經(jīng)》。肉蓯蓉被認(rèn)為具有補(bǔ)腎、增強(qiáng)活力和改善血液及精氣質(zhì)量的功效。近期，一項(xiàng)究通過(guò)多學(xué)科方法，包括轉(zhuǎn)錄組學(xué)、質(zhì)譜分析、加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析（WGCNA）以及動(dòng)物和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，探索了肉蓯蓉在哮喘治療中的潛力及其作用機(jī)制。為了評(píng)估肉蓯蓉對(duì)哮喘小鼠的影響，研究者構(gòu)建了哮喘動(dòng)物模型，并將肉蓯蓉作為干預(yù)措施。實(shí)驗(yàn)中，C57BL/6小鼠被隨機(jī)分為對(duì)照組（接受PBS）、肉蓯蓉組（接受肉蓯蓉）、屋塵螨（HDM）組（接受HDM）和HDM + 肉蓯蓉組（接受HDM和肉蓯蓉）。HDM組的小鼠在實(shí)驗(yàn)前一天接受3 μg HDM的氣管注射，隨后在第6至10天接受10 μg HDM的鼻滴。HDM + 肉蓯蓉組的小鼠在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每天接受20 mg/kg、40 mg/kg、50 mg/kg和60 mg/kg的肉蓯蓉溶液腹腔注射。對(duì)照組和肉蓯蓉組的小鼠分別接受PBS或肉蓯蓉處理。在第14天，小鼠被安樂(lè)死，收集樣本進(jìn)行進(jìn)一步分析。研究結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，HDM組小鼠的氣道高反應(yīng)性（通過(guò)Penh值測(cè)量）顯著增加，表明其氣道對(duì)乙酰膽堿的反應(yīng)性增強(qiáng)。然而，接受肉蓯蓉干預(yù)的小鼠顯示出Penh值的顯著降低，表明肉蓯蓉能夠顯著減輕氣道高反應(yīng)性。此外，支氣管肺泡灌洗液（BALF）的細(xì)胞計(jì)數(shù)顯示，HDM組小鼠的總細(xì)胞數(shù)、中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞顯著增加，表明肺部炎癥和過(guò)敏反應(yīng)加劇。而HDM + 肉蓯蓉組的小鼠在BALF中的各種細(xì)胞類(lèi)型顯著減少，表明肉蓯蓉能夠減輕炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)。組織病理學(xué)檢查也證實(shí)了這一點(diǎn)，HDM組小鼠的肺組織切片顯示出明顯的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和黏液分泌增加，而肉蓯蓉處理后，這些病理變化得到了顯著改善。此外，血清IgE和BALF中的IL-5、IL-13水平在HDM組小鼠中顯著升高，而在肉蓯蓉處理后恢復(fù)到正常水平。這些結(jié)果表明，肉蓯蓉能夠顯著減輕哮喘小鼠的病理變化，包括氣道高反應(yīng)性、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和黏液分泌。 圖2 肉蓯蓉減輕哮喘小鼠的病理變化 轉(zhuǎn)錄組分析揭示肉蓯蓉在哮喘小鼠中的治療作用為了深入探討肉蓯蓉對(duì)哮喘的治療作用，研究者對(duì)HDM組和HDM + 肉蓯蓉組小鼠的肺組織進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析。結(jié)果共鑒定出643個(gè)差異表達(dá)基因（DEGs），包括324個(gè)上調(diào)基因和319個(gè)下調(diào)基因。火山圖和熱圖顯示了這些基因的表達(dá)水平變化。基因本體（GO）富集分析和京都基因與基因組百科全書(shū)（KEGG）富集分析表明，上調(diào)基因主要富集在病毒反應(yīng)、干擾素介導(dǎo)的信號(hào)通路、NOD樣受體信號(hào)通路和IL-17信號(hào)通路中，而下調(diào)基因則與核分裂、細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用和T細(xì)胞受體信號(hào)通路相關(guān)。此外，基因集變異分析（GSVA）顯示，在HDM + 肉蓯蓉組小鼠中，嗜酸性粒細(xì)胞通路的GSVA評(píng)分降低，與BALF中嗜酸性粒細(xì)胞的減少一致。同時(shí)，肉蓯蓉處理還下調(diào)了與過(guò)敏性哮喘密切相關(guān)的IL-5和IL-4通路。基因集富集分析（GSEA）進(jìn)一步揭示了肉蓯蓉處理與糖皮質(zhì)激素過(guò)程的參與，表明肉蓯蓉可能作為一種替代或補(bǔ)充療法用于傳統(tǒng)糖皮質(zhì)激素治療。這些結(jié)果表明，肉蓯蓉通過(guò)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和靶向關(guān)鍵哮喘相關(guān)基因和蛋白，發(fā)揮其在哮喘治療中的作用。圖3 轉(zhuǎn)錄組分析揭示肉蓯蓉在哮喘小鼠中的治療作用 為了進(jìn)一步闡明肉蓯蓉的活性成分，研究者采用液相色譜-高分辨率質(zhì)譜（LC-HRMS）系統(tǒng)對(duì)其成分進(jìn)行了定性分析。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)品和樣品的保留時(shí)間和質(zhì)譜圖譜進(jìn)行比較，鑒定出了肉蓯蓉中的主要成分。同時(shí)，研究者還從中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)（TCMSP）中檢索了肉蓯蓉的活性成分，并基于生物利用度（OB）和藥物相似性（DL）標(biāo)準(zhǔn)篩選出9種活性成分。有趣的是，通過(guò)質(zhì)譜分析鑒定出的前30種成分中，只有松柏醇-4-O-β-D-葡萄糖苷（PG）與TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選出的9種成分匹配。質(zhì)譜結(jié)果顯示，PG的質(zhì)量電荷比為521.2，保留時(shí)間為5.3分鐘。通過(guò)PharmMapper預(yù)測(cè)PG的靶點(diǎn)，并進(jìn)行富集分析，結(jié)果表明PG的靶點(diǎn)與磷酸化、PI3K-Akt通路、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)等生物學(xué)功能相關(guān)，揭示了PG在哮喘治療中的潛在作用。為了探索哮喘的關(guān)鍵基因，研究者利用GEO數(shù)據(jù)庫(kù)中的GSE67472數(shù)據(jù)集進(jìn)行了加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析（WGCNA）。該數(shù)據(jù)集包括62名未接受吸入糖皮質(zhì)激素治療的哮喘患者和43名健康對(duì)照者。通過(guò)WGCNA分析，研究者識(shí)別出27個(gè)與哮喘發(fā)展密切相關(guān)的基因模塊。其中，“天藍(lán)色”模塊與哮喘的關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)（天藍(lán)色模塊：r = 0.62，p = 2e-12）。此外，研究者還分析了天藍(lán)色模塊中基因的富集情況，確認(rèn)其參與了與哮喘相關(guān)的生物學(xué)過(guò)程和通路，包括IgE結(jié)合、哮喘和IL-17信號(hào)通路。這些結(jié)果表明，天藍(lán)色模塊中的基因在哮喘的發(fā)病機(jī)制中可能發(fā)揮重要作用。在進(jìn)一步的研究中，研究者從GeneCards、治療靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)、DisGeNET和OMIM數(shù)據(jù)庫(kù)中整理出259個(gè)與哮喘相關(guān)的基因。通過(guò)與天藍(lán)色模塊和PG靶向基因的交集，確定了iNOS（誘導(dǎo)型一氧化氮合酶）為核心基因。RNA-seq數(shù)據(jù)分析顯示，肉蓯蓉處理能夠降低iNOS的表達(dá)水平。此外，分子對(duì)接實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了PG與iNOS蛋白之間的結(jié)合親和力，表明PG與iNOS之間存在良好的相互作用，涉及精氨酸、谷氨酸、色氨酸等多種氨基酸。結(jié)合能為-8.97 kcal/mol，表明PG與iNOS之間具有很強(qiáng)的結(jié)合親和力。體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了PG對(duì)iNOS活性的影響。結(jié)果表明，PG顯著降低了由HDM誘導(dǎo)的iNOS活性，驗(yàn)證了分子對(duì)接分析的結(jié)果。隨后，研究者通過(guò)Western Blot分析驗(yàn)證了PG對(duì)iNOS表達(dá)的影響。結(jié)果顯示，HDM處理后mle12細(xì)胞中iNOS表達(dá)增加，而加入PG后iNOS表達(dá)降低。同樣，在動(dòng)物模型中，通過(guò)qPCR分析檢測(cè)到HDM小鼠肺組織中iNOS表達(dá)顯著增加，而肉蓯蓉處理后iNOS表達(dá)降低。免疫熒光實(shí)驗(yàn)也提供了雙重驗(yàn)證，HDM小鼠中iNOS表達(dá)增加，而肉蓯蓉處理后iNOS表達(dá)降低。同時(shí)，研究者還檢測(cè)了PI3K的表達(dá)水平。與對(duì)照組相比，HDM組小鼠肺上皮細(xì)胞中PI3K表達(dá)上調(diào)，表明其參與了哮喘反應(yīng)。在20 mg/kg劑量下，肉蓯蓉未能改善HDM誘導(dǎo)的PI3K表達(dá)變化，但較高濃度的肉蓯蓉處理有效下調(diào)了PI3K的表達(dá)。肉蓯蓉對(duì)PI3K表達(dá)的調(diào)節(jié)與觀察到的氣道高反應(yīng)性改善和哮喘小鼠病理?xiàng)l件的緩解相關(guān)，表明肉蓯蓉可能通過(guò)調(diào)節(jié)PI3K通路發(fā)揮其在哮喘治療中的作用。圖6 iNOS可作為肉蓯蓉治療哮喘的指標(biāo)綜上所述，本研究通過(guò)多學(xué)科方法揭示了肉蓯蓉在哮喘治療中的潛力及其作用機(jī)制。研究結(jié)果表明，肉蓯蓉能夠顯著減輕哮喘小鼠的氣道高反應(yīng)性、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和黏液分泌，其作用可能通過(guò)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和靶向關(guān)鍵哮喘相關(guān)基因和蛋白實(shí)現(xiàn)。特別是，肉蓯蓉中的活性成分PG能夠靶向iNOS，從而抑制炎癥相關(guān)的NO產(chǎn)生，緩解氣道炎癥。這些發(fā)現(xiàn)為肉蓯蓉在哮喘治療中的應(yīng)用提供了新的見(jiàn)解，并為未來(lái)的研究和臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：Liu J, Gao J, Xiong A, Li G, Zhong K, Bai L, Li X, Ran Q, Xiong Y, He X. Exploring Cistanche's therapeutic potential and molecular mechanisms in asthma treatment. Phytomedicine. 2025 Jan;136:156265. doi: 10.1016/j.phymed.2024.156265. Epub 2024 Nov 15. PMID: 39612890.
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