黄芩素通过 HMGB1/TLR4/NLRP3 通路抑制巨噬细胞 M1 极化,减少高脂血症性急性胰腺炎中腺泡细胞焦亡

【字体: 时间:2025年03月17日 来源:Inflammation 4.5

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  为探究黄芩素(BAI)影响高脂血症性急性胰腺炎(HAP)中胰腺腺泡细胞(PACs)焦亡的机制,研究发现 BAI 可抑制巨噬细胞 M1 极化,减少 PACs 焦亡,为 HAP 治疗提供新靶点。

  在人体这个复杂的 “小宇宙” 里,胰腺就像一个勤劳的 “小工匠”,默默分泌各种消化酶,帮助身体消化食物。然而,有一种疾病却总是来捣乱,它就是急性胰腺炎(AP)。AP 发生时,胰腺会产生炎症,那些原本帮助消化的蛋白酶就像失控的 “小恶魔”,在胰腺组织里胡作非为,导致胰腺组织自我消化,胰腺腺泡细胞(PACs)也会因此受损甚至死亡。而高脂血症性急性胰腺炎(HAP)作为 AP 的主要类型之一,约占所有 AP 病例的 10%。HAP 患者常常会出现早期持续性多器官衰竭和晚期感染性坏死,预后较差,死亡率也很高。所以,深入了解 HAP 的分子调控机制,找到有效的治疗靶点,就成了医学领域亟待解决的难题。
为了攻克这个难题,湖南师范大学第一附属医院(湖南省人民医院)的研究人员展开了一项重要研究。他们把目光聚焦在一种名为黄芩素(BAI)的物质上。BAI 是从中药黄芩的根部提取出来的天然黄酮类化合物,它就像一个 “多面手”,具有抗氧化、抗炎和神经保护等多种生物学作用,之前也有研究发现它能减少 AP 大鼠胰腺组织中的炎症因子。但 BAI 影响 HAP 中 PACs 焦亡的具体分子机制,却一直是个未解之谜。

这项研究成果发表在《Inflammation》杂志上。研究人员通过一系列实验,得出了令人惊喜的结论:BAI 可以通过 HMGB1/TLR4/NLRP3 通路抑制巨噬细胞 M1 极化,进而减少 HAP 中 PACs 的焦亡。这一发现为 HAP 的临床治疗提供了全新的潜在靶点,意义重大。

研究人员在研究过程中使用了多种关键技术方法。首先,他们构建了 HAP 大鼠模型和进行细胞培养,模拟疾病发生的体内外环境。然后,运用分子对接技术,分析 BAI 与 HMGB1 蛋白的结合情况,就像是给它们的 “相遇” 过程拍了张 “特写”;利用药物亲和反应靶点稳定性(DARTS)测定,进一步验证两者的结合;通过免疫共沉淀(Co-IP)技术,明确蛋白之间的相互作用;还采用细胞共培养技术,研究不同细胞之间的相互影响。

下面来看具体的研究结果:

  • BAI 减少 HAP 大鼠胰腺组织中 M1 巨噬细胞数量:研究人员诱导建立 HAP 大鼠模型后,进行苏木精 - 伊红(H&E)染色、免疫组织化学(IHC)分析和流式细胞术检测。结果显示,BAI 治疗改善了 HAP 大鼠的胰腺组织病变,降低了诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的表达,减少了 M1 巨噬细胞的数量。这表明 BAI 对 HAP 大鼠胰腺组织的炎症反应有抑制作用。
  • BAI 抑制 HAP 大鼠的焦亡:通过免疫荧光(IF)分析、蛋白质免疫印迹(Western Blotting)和酶联免疫吸附测定(ELISA)等实验发现,BAI 处理降低了 HAP 大鼠胰腺组织中 CD68、HMGB1、NLRP3 的表达,抑制了 ASC、cleaved caspase - 1 和 GSDMD - N 的水平,同时降低了血清中 IL - 1β 和 IL - 18 的水平,说明 BAI 能够有效抑制 HAP 大鼠体内的焦亡过程。
  • BAI 调节 HMGB1/TLR4/NLRP3 通路:研究人员发现,HAP 大鼠体内 HMGB1、TLR4 和 NLRP3 的水平升高,而 BAI 处理可降低它们的表达。分子对接和 DARTS 测定表明 BAI 与 HMGB1 稳定结合,Co - IP 验证了 HMGB1 与 TLR4、NLRP3 之间以及 TLR4 与 NLRP3 之间的相互作用,说明 BAI 通过与 HMGB1 结合,使 TLR4/NLRP3 通路失活。
  • BAI 通过 HMGB1/TLR4/NLRP3 通路抑制巨噬细胞焦亡和 M1 极化:在细胞水平实验中,研究人员用不同处理因素作用于巨噬细胞,结果显示 BAI 在一定浓度下对正常巨噬细胞活力无影响,还能增加棕榈酸(PA)诱导的巨噬细胞活性。BAI 和 HMGB1 抑制剂 EP 能抑制 PA 诱导的巨噬细胞中 HMGB1、TLR4 和 NLRP3 的表达,提高细胞活力,抑制焦亡、活性氧(ROS)释放和 M1 极化。这进一步证明了 BAI 通过 HMGB1/TLR4/NLRP3 通路发挥作用。
  • 巨噬细胞极化促进胰腺炎中 PACs 的焦亡:通过细胞共培养实验,研究人员发现 PA 诱导的巨噬细胞会抑制 PACs 的活性,促进其焦亡,增加 ROS 释放和 IL - 1β、IL - 18 的水平,表明巨噬细胞极化与 PACs 焦亡之间存在密切联系。
  • BAI 通过 HMGB1/TLR4/NLRP3 通路介导 M1 巨噬细胞极化,抑制 PACs 的焦亡:同样是细胞共培养实验,研究结果显示 BAI 和 EP 能增加 PA 诱导的巨噬细胞中 PACs 的活性,抑制焦亡、ROS 释放和 IL - 1β、IL - 18 的表达,而 HMGB1 过表达则会产生相反的效果,这再次证实了 BAI 通过该通路抑制 PACs 焦亡的机制。

研究结论和讨论部分指出,BAI 能够减少 HAP 大鼠胰腺病变程度,降低相关蛋白和炎症因子的表达。分子对接和 DARTS 结果表明 BAI 与 HMGB1 蛋白结合,Co - IP 验证了相关蛋白间的相互作用。体外实验也进一步证明了 BAI 和 EP 的作用,且 HMGB1 过表达会部分逆转 BAI 的效果。这一系列研究结果为 HAP 的治疗提供了新的方向和理论依据,不过 BAI 目前还处于临床前研究阶段,未来还需要进一步探索其在 HAP 治疗中的其他分子机制和应用潜力。

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