苦杏仁苷通过激活VIPR1/cAMP/PKA通路保护流感病毒诱导的肺泡上皮屏障损伤机制研究
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时间:2025年10月03日
来源:Chinese Medicine 5.7
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本研究针对病毒性肺炎中肺泡上皮屏障损伤的临床难题,揭示了苦杏仁关键活性成分苦杏仁苷(amygdalin)通过靶向血管活性肠肽受体1(VIPR1)激活cAMP/PKA信号通路,促进肺泡Ⅱ型上皮细胞(AT2)增殖、上调表面活性蛋白A(SP-A)和水通道蛋白5(AQP5)表达,从而修复屏障功能。该研究为中药复方宣白承气汤(XCD)治疗流感病毒肺炎提供了药效物质基础和机制阐释,为靶向神经内分泌调节的肺保护策略提供了新思路。
病毒性肺炎是全球范围内发病率和死亡率较高的呼吸道疾病,其中甲型流感病毒(IAV)是导致重症肺炎的主要病原体。当前临床治疗手段包括抗感染、器官支持及免疫调节,但对肺泡-毛细血管屏障(气-血屏障)的保护策略仍显不足。病毒复制直接破坏肺泡上皮紧密连接,促炎细胞因子风暴进一步加剧屏障损伤,而缺氧和氧化应激反应导致肺水肿形成,最终进展为呼吸衰竭和多器官损伤。因此,开发能够保护肺泡上皮屏障并促进修复的新型药物成为研究热点。
在此背景下,传统中药复方宣白承气汤(Xuanbai-Chengqi decoction, XCD)在临床应用中显示出对肺炎和急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的改善作用,但其药效物质基础及机制尚未明确。该复方中的苦杏仁(Armeniacae Semen Amarum)是常用止咳平喘中药,本研究团队前期发现XCD可保护流感感染小鼠的肺泡和肠道屏障,但苦杏仁在其中具体贡献及其活性成分的作用机制亟待阐明。
为系统解析苦杏仁的药效物质,研究团队采用“复方-单药-成分”的递进筛选策略:首先通过体内实验证实去除苦杏仁的XCD(XCD-Ak)失去对IAV感染小鼠肺指数、病毒复制和IL-6表达的抑制作用,表明苦杏仁不可或缺;进而通过体外活性导向筛选发现苦杏仁中的氰苷类成分苦杏仁苷(amygdalin)具有抗炎、抗缺氧、抗病毒和促进内皮细胞迁移的多重活性;最终在IAV感染小鼠模型中验证100 mg/kg苦杏仁苷可显著减轻肺损伤、抑制病毒复制、调节IL-6/IL-10平衡,并促进肺泡上皮屏障修复。
研究采用多项关键技术方法:通过表面等离子共振(SPR)联用液相色谱-质谱(LC-MS)筛选苦杏仁苷作用靶点;利用分子对接验证苦杏仁苷与VIPR1的结合;通过免疫组化、RT-qPCR和Western blot分析屏障相关标志物(SP-A、AQP5、AT1/AT2细胞);采用ELISA检测cAMP/VIP含量;使用VIPR1拮抗剂(4Cl-D-Phe6, Leu17)-VIP进行功能回复实验验证通路机制。实验所用IAV病毒株(A/FM/1/47)和细胞模型(RAW264.7、HUVEC、ANA-1)均来自标准库,小鼠模型采用BALB/c雄性小鼠经2LD50病毒滴度感染构建。
苦杏仁苷在50μM浓度以下对细胞无毒性,并能显著抑制LPS诱导的巨噬细胞NO产生(P<0.01),减轻缺氧对HUVEC的损伤(P<0.01),抑制IAV在A549细胞中的复制(P<0.05),并促进内皮细胞划痕愈合(P<0.05)。这些结果表明苦杏仁苷可同时应对病毒肺炎微环境中的炎症、缺氧、病毒复制和屏障修复需求。
体内实验显示,100 mg/kg苦杏仁苷处理显著改善IAV感染小鼠的体重下降(P<0.05)、肺水肿(肺指数降低)和病理损伤(肺泡结构破坏和炎症浸润减轻),其效果与阳性药奥司他韦相当。同时,苦杏仁苷下调肺组织IL-6 mRNA表达(P<0.05)并上调IL-10(P<0.05),表明其调节免疫平衡的作用。
免疫荧光和Western blot分析表明,苦杏仁苷处理显著增加肺泡Ⅱ型上皮细胞(AT2)数量(P<0.001)并上调表面活性蛋白A(SP-A)和水通道蛋白5(AQP5)的表达(P<0.05),但对肺泡Ⅰ型上皮细胞(AT1)标志物podoplanin无显著影响。这说明苦杏仁苷主要通过促进AT2细胞增殖和功能蛋白表达来增强屏障功能和液体清除能力。
SPR/LC-MS筛选出121个潜在靶蛋白,其中血管活性肠肽受体1(VIPR1)因与肺神经内分泌调节相关成为重点研究对象。分子 docking显示苦杏仁苷与VIPR1结合良好(Vina得分-9.5 kcal/mol)。体外实验中,VIPR1拮抗剂逆转了苦杏仁苷的抗炎作用(P<0.05)。在体内,苦杏仁苷上调肺组织VIPR1表达(P<0.05)但不影响内源性VIP水平,同时显著提高cAMP含量(P<0.05)及PKA/p-PKA蛋白表达(P<0.01)。而联合VIPR1拮抗剂处理后,苦杏仁苷对肺指数、cAMP和PKA激活的促进作用均被抵消,证实苦杏仁苷通过结合VIPR1受体激活cAMP/PKA/p-PKA信号通路。
本研究结论表明,苦杏仁苷作为苦杏仁的关键活性成分,通过靶向VIPR1受体模拟内源性血管活性肠肽(VIP)的功能,激活cAMP/PKA信号级联,从而发挥抗炎、促进肺泡修复和屏障保护的多重作用。该研究不仅阐明了XCD复方的药效物质基础,还为病毒性肺炎治疗提供了靶向神经内分泌调节的新策略。值得注意的是,苦杏仁苷的氰苷特性带来潜在安全性问题,但本研究剂量(100 mg/kg)下未观察到明显毒性,且药代动力学研究显示其代谢产物普鲁纳辛(prunasin)在肺中特异性蓄积,为后续剂型开发提供依据。未来研究需进一步探索苦杏仁苷与其他XCD成分的协同效应,以及VIPR1介导的β-arrestin信号通路在屏障修复中的作用。
该研究成果发表于《Chinese Medicine》(2025年第20卷),为中药抗病毒机制研究提供了从复方到成分、从表型到靶点的完整范式,对促进中医药现代化和国际应用具有重要参考价值。
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