Salidroside 通过 PI3K/AKT 信号通路双重调节神经炎症和免疫稳态,从而改善实验性自身免疫性神经炎

《Neurotherapeutics》:Salidroside ameliorates experimental autoimmune neuritis by dually modulating neuroinflammation and immune homeostasis via PI3K/AKT signaling

【字体: 时间:2025年11月11日 来源:Neurotherapeutics 6.9

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  GBS治疗新策略:SALIDROSIDE通过PI3K/AKT/NF-κB通路抑制神经炎症并调节免疫平衡。研究显示,该成分可显著降低EAN大鼠临床评分(较对照组低4.0分),恢复神经传导速度(提升22.34m/s),并减少CD86+ M1型巨噬细胞浸润(降低5.917%),同时促进CD206+ M2型巨噬细胞(增加13.82%)和CD25+/Foxp3+ Treg细胞(增加2.21%)生成。机制分析表明SAL通过抑制NF-κB激活(p-IκBα降解减少26.17%),下调TNF-α(降低1.002μg/mL)表达,并调节PI3K/AKT信号轴磷酸化水平(p-AKT降低0.2802-fold)。

  Guillain-Barré综合征(GBS)是一种急性自身免疫性周围神经炎,长期以来一直是临床治疗中的一个挑战。尽管静脉注射免疫球蛋白和血浆置换已被确立为标准治疗方法,但仍有大约20%的患者在治疗后持续经历严重的后遗症,且个体对治疗的反应存在显著差异。这种治疗效果的局限性反映出GBS复杂的免疫病理机制,包括由Th1和Th17细胞过度激活引发的促炎细胞因子风暴、由于调节性T细胞(Treg)功能障碍导致的免疫稳态破坏,以及异常巨噬细胞极化引起的持续性神经炎症。因此,探索能够对神经炎症级联反应进行多靶点干预的新免疫调节剂已成为改善GBS预后的关键科学目标。

近年来,具有免疫调节活性的天然产物引起了广泛的研究兴趣。Salidroside(SAL)是一种从Rhodiola rosea中提取的生物活性苯乙醇苷,已被证实具有神经保护作用,包括抑制小胶质细胞激活和减轻氧化应激。预临床研究提示SAL通过PI3K/AKT和AMPK等信号通路调节免疫细胞功能,但其在周围自身免疫性神经病中的具体作用机制尚未完全阐明。巨噬细胞表型转换在GBS的发病机制中起着至关重要的作用。促炎性M1巨噬细胞通过释放TNF-α和IL-1β加重神经损伤,而抗炎性M2巨噬细胞则通过分泌IL-10促进组织修复。这种表型转换的失调可能与GBS中的持续性神经炎症有关。

本研究采用实验性自身免疫性神经炎(EAN)大鼠模型,这是一种被广泛验证的GBS替代模型,以系统地探讨SAL在重塑周围神经免疫微环境中的治疗靶点。通过整合网络药理学和分子对接分析,研究确定了PI3K/AKT信号通路作为SAL的主要作用机制。为了验证这一通路,选择了ZSTK474,这是一种强效且选择性较高的泛类I PI3K抑制剂,能够靶向α、β、δ和γ亚型。选择ZSTK474基于两个因素:其在多种PI3K亚型中表现出广泛的强效抑制作用,以及其在自身免疫和炎症模型中已被证明具有良好的疗效。本研究特别探讨了SAL的双重机制,即恢复Th1/Th17-Treg免疫稳态和重新编程巨噬细胞极化,以缓解EAN的病理变化。研究旨在建立一种新的范式,即天然免疫调节剂通过多靶点调节神经-免疫对话,从而为GBS的精准治疗提供理论基础。

在疾病相关靶点的预测方面,研究利用了Swiss Target Prediction、PharmMapper、CTD、HERB和SEA等多个数据库,获得了168个独特的SAL相关靶点,其中包括来自Swiss Target Prediction的100个、PharmMapper的25个、CTD的68个、HERB的50个和SEA的50个。GBS相关靶点则从GeneCards、DisGeNET、CTD和OMIM等数据库中收集,最终筛选出2258个GBS相关靶点,并进一步精简至1028个(GeneCards)、329个(OMIM)、171个(DisGeNET)和1270个(CTD)。通过Venn图分析,发现SAL和GBS之间有93个重叠靶点。随后,利用STRING数据库对这些共享靶点进行了蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)分析,其中AKT1和NF-κB1被确定为核心靶点。KEGG通路富集分析进一步揭示了这些靶点在PI3K/AKT通路中的显著富集,表明该通路可能在SAL的治疗效果中起着关键作用。

分子对接分析显示,SAL与AKT1和NF-κB1的结合能分别为-5.8729和-7.5822 kcal/mol,表明SAL能够稳定地与这些靶点结合,形成氢键网络。这种结合能低于-5 kcal/mol,表明其分子间相互作用较强,与良好的对接结果一致。二维和三维对接图确认了SAL占据AKT1和NF-κB1的活性结合位点,进一步支持了其作为潜在治疗靶点的可行性。

在动物实验中,研究将8周龄的雌性Lewis大鼠随机分为六组,每组6只:对照组、EAN模型组、SAL低剂量组(50 mg/kg)、SAL中剂量组(100 mg/kg)、SAL高剂量组(200 mg/kg)以及ZSTK474组(30 mg/kg)。所有实验均遵循NIH关于实验室动物护理和使用的指南,并由宁夏医科大学伦理委员会批准。EAN模型通过皮下注射含P2肽的佐剂乳剂诱导,随后SAL或ZSTK474以口服灌胃的方式每日给予一次,从免疫后第10天持续至第18天。在疾病高峰(免疫后第18天),评估了各组大鼠的神经功能评分,结果显示SAL中剂量组和ZSTK474组的评分显著低于EAN模型组,表明其具有显著的治疗效果。同时,神经电生理分析显示,SAL中剂量组的运动神经传导速度(MNCV)明显改善,表明其对神经功能的恢复具有积极作用。

在组织病理学评估方面,研究通过苏木精-伊红(H&E)染色和Luxol快蓝(LFB)染色对坐骨神经进行了评估。H&E染色显示,SAL中剂量组和ZSTK474组的炎症细胞浸润显著减少,与EAN模型组相比有显著差异。LFB染色则显示,两种治疗组均有效防止了髓鞘脱失,维持了髓鞘纤维的完整性。定量分析进一步证实了SAL在减轻炎症和髓鞘损伤方面的有效性。此外,免疫荧光(IF)分析显示,SAL治疗后,坐骨神经组织中的髓鞘碱性蛋白(MBP)表达得以恢复,同时促炎性CD86+巨噬细胞和IL-17A+ Th17细胞的浸润显著减少,而抗炎性CD206+巨噬细胞和Foxp3+ Treg细胞的表达显著增加。这些结果表明,SAL能够有效重塑神经组织的免疫微环境,减轻炎症反应并促进神经修复。

在T细胞反应的调节方面,流式细胞术分析显示,SAL中剂量组显著减少了CD86+ M1巨噬细胞的比例,同时增加了CD206+ M2巨噬细胞的比例。此外,SAL还抑制了Th1(IFN-γ+)和Th17(IL-17A+)细胞的扩增,同时促进了Treg细胞(CD25+Foxp3+)的表达。这些变化表明SAL能够调节T细胞的分化和功能,从而恢复免疫稳态。Western blot分析进一步确认了这些变化,显示SAL治疗后,p-AKT、p-IκBα和p-P65的表达水平显著降低,而TNF-α的表达则被显著抑制。这些结果表明,SAL通过抑制AKT/NF-κB信号通路的激活,减少了促炎性细胞因子的释放,从而减轻了神经炎症。

在机制探讨方面,研究发现SAL能够通过抑制IκBα的降解和p65的核转位,从而阻断NF-κB的激活。这一机制在实验中得到了验证,显示出SAL在抑制炎症反应方面的有效性。此外,SAL还能够促进巨噬细胞从促炎性的M1表型向抗炎性的M2表型转化,这种表型转换在神经炎症的调节中具有重要作用。同时,SAL通过调节Th1/Th17-Treg的平衡,有助于恢复免疫稳态。这些发现表明,SAL在GBS治疗中可能具有多靶点调节作用,既能够抑制神经炎症,又能够调节免疫反应,从而达到治疗目的。

研究的局限性在于,尽管已有文献支持SAL对AKT、NF-κB p65和PI3K/AKT/NF-κB通路的调节作用,但这些计算预测结果仍需通过蛋白质组学分析进一步验证。此外,缺乏条件性基因敲除动物模型也限制了对关键信号节点的深入研究。未来的研究将结合蛋白质组学方法,直接量化PI3K/AKT通路中的蛋白表达和磷酸化水平,并利用AKT1条件性基因敲除模型和单细胞RNA测序技术,更精确地绘制SAL介导的免疫调节网络,从而推动其在临床中的应用。

综上所述,本研究系统揭示了SAL在实验性自身免疫性神经炎中的多维治疗机制,强调其通过抑制NF-κB介导的神经炎症和通过巨噬细胞极化及Th1/Th17-Treg平衡调节恢复免疫稳态的双重作用。这些发现不仅为GBS的治疗提供了理论依据,也为开发基于天然产物的神经免疫疾病治疗策略奠定了实验基础。
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