基于网络药理学和实验验证揭示阳咳散通过抑制 PI3K/AKT/NF-κB 信号通路缓解过敏性哮喘的机制研究

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Chinese Medicine 5.3

编辑推荐:

  哮喘现有治疗存在不足,传统中药阳咳散(YKS)具缓解潜力但机制不明。研究人员通过 UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS 等技术,探究 YKS 成分及作用机制,发现其通过调控 PI3K/AKT/NF-κB 通路改善哮喘,为临床应用提供科学依据。

  哮喘作为全球高发的慢性气道炎症性疾病,如同潜伏在呼吸道的 “隐形杀手”,持续威胁着人类健康。当前主流治疗手段虽能缓解症状,但存在副作用显著、气道结构改变风险等局限,且对哮喘复杂的发病机制(如遗传与环境因素的交互作用、免疫失衡)仍缺乏全面认知。传统中药在呼吸系统疾病防治中展现独特优势,70% 的美国哮喘患者会选用草药辅助治疗,然而中药成分复杂、作用机制不明确的问题,严重制约了其临床推广。阳咳散(YKS)作为中科院佟晓林教授基于传统 “射干麻黄汤” 改良的中药复方,临床证实可减轻哮喘症状、减少急性发作,但其中药成分及作用靶点一直是未解之谜。为填补这一空白,长春中医药大学附属医院的研究团队开展了深入研究,相关成果发表在《Chinese Medicine》,为哮喘治疗提供了全新思路。
研究人员综合运用多种先进技术展开探索。首先通过超高效液相色谱 - 四极杆 - 静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS)分析 YKS 的体外成分及灌胃后的血中移行成分,结合生物信息学、网络药理学、孟德尔随机化(MR)及体内动物实验,系统解析其抗哮喘的分子机制。实验选用 BALB/c 小鼠和 SD 大鼠构建卵清蛋白(OVA)诱导的过敏性哮喘模型,并通过肺功能检测、组织病理染色(HE、PAS、Masson)、ELISA 检测 IgE 及 IL-4、IL-5 等细胞因子水平,以及 qPCR、免疫组化和 Western blot 等技术验证相关蛋白和基因表达。

阳咳散的物质基础解析


利用 UPLC-Q-Exactive Orbitrap-MS 技术,在 YKS 体外成分中鉴定出 174 种化合物,包括 39 种黄酮类、22 种多酚类等。进一步分析血中成分发现,49 种成分可吸收入血,其中山奈酚、去甲麻黄碱、芹菜素、染料木素和芦丁等被确定为关键活性成分,这些成分可能是 YKS 发挥药效的物质基础。

网络药理学与关键靶点筛选


通过分析 GSE137268 数据集,筛选出 637 个哮喘差异表达基因(DEGs),结合加权基因共表达网络分析(WGCNA),确定 353 个哮喘相关靶点。同时,预测 YKS 血中活性成分的 972 个潜在靶点,经交集分析得到 98 个共同靶点,构建蛋白 - 蛋白相互作用(PPI)网络,发现 AKT1、TNF、IL1B 等为核心靶点。GO 和 KEGG 富集分析显示,这些靶点主要富集于 PI3K-Akt、NF-κB、TNF 等信号通路,提示 YKS 可能通过调控这些通路发挥作用。

分子对接与孟德尔随机化验证


分子对接实验表明,山奈酚和去甲麻黄碱与核心靶点 AKT1、TNF、IL1B 具有较强结合能力,结合能较低,显示出良好的靶向性。孟德尔随机化分析进一步证实,AKT1 基因变异与哮喘存在因果关联(OR=1.097,95% CI 1.019-1.181,P=0.013),而 TNF 和 IL1B 与哮喘无直接因果关系,提示 AKT1 可能是 YKS 作用的关键靶点。

体内实验验证与作用机制解析


在 OVA 诱导的哮喘小鼠模型中,YKS 显著降低气道阻力(sRaw)和增强呼吸暂停指数(PenH),改善肺功能。组织病理显示,YKS 可减少气道和血管周围炎症细胞浸润,抑制杯状细胞增生和黏液分泌(PAS 染色),减轻胶原沉积(Masson 染色),缓解气道重塑。ELISA 和 qPCR 结果表明,YKS 降低血清 IgE 及支气管肺泡灌洗液(BALF)中 IL-4、IL-5 等 Th2 型细胞因子水平,上调 IFN-γ 表达,纠正 Th1/Th2 免疫失衡。此外,YKS 可抑制 PI3K、AKT、NF-κB p65 等蛋白的磷酸化,下调 IκBα 降解,表明其通过抑制 PI3K/AKT/NF-κB 信号通路发挥抗炎作用。

本研究首次系统解析了阳咳散治疗过敏性哮喘的物质基础与分子机制。研究证实,YKS 通过山奈酚、去甲麻黄碱等关键成分,靶向 AKT1、TNF 等核心蛋白,调控 PI3K/AKT/NF-κB 信号通路,抑制气道炎症、黏液高分泌和气道重塑,纠正 Th1/Th2 细胞失衡,从而有效缓解过敏性哮喘症状。该研究不仅为 YKS 的临床应用提供了坚实的科学依据,也为中药复方的机制研究提供了 “多组学 + 实验验证” 的新思路,有望推动传统中药在哮喘精准治疗中的应用,为全球哮喘患者带来更安全、有效的治疗选择。研究结果揭示的 PI3K/AKT/NF-κB 通路调控机制,也为开发新型哮喘治疗药物提供了潜在靶点。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号