本研究由Tingting Zhang、Mengmeng Zhu、Jialing Ma等来自合肥工业大学食品与生物工程学院、中国科学技术大学附属第一医院内分泌科、澳大利亚格里菲斯大学等多家机构的科研团队合作完成，研究成果发表于《Journal of Advanced Research》2025年第68卷（445-457页），题为《Moscatilin inhibits vascular calcification by activating IL13RA2-dependent inhibition of STAT3 and attenuating the Wnt3/β-catenin signalling pathway》。
学术背景
血管钙化（vascular calcification）是动脉粥样硬化性心血管疾病和慢性肾脏病的严重并发症，其特征是血管壁中羟基磷灰石异常沉积，导致血管弹性降低，进而增加心血管事件风险。目前临床缺乏有效治疗药物。石斛酚（Moscatilin，又称Dendrophenol）是从传统中药霍山石斛（Dendrobium huoshanense）中提取的天然化合物，既往研究显示其具有抗炎、抗肿瘤等活性，但其对血管钙化的作用机制尚未明确。本研究旨在揭示石斛酚通过调控IL13RA2/STAT3和Wnt3/β-catenin信号通路抑制血管钙化的分子机制。
研究流程与方法
1. 模型构建与药物筛选
- 体外模型：使用高磷酸盐（Pi）培养基诱导人主动脉平滑肌细胞（HASMCs）成骨分化，模拟血管钙化。通过小分子化合物库筛选发现石斛酚显著抑制钙沉积（图S1）。
- 体内模型：25周龄C57BL/6J小鼠通过尼古丁灌胃联合维生素D3（VD3）皮下注射诱导血管中膜钙化，石斛酚（10 mg/kg/d）腹腔注射治疗21天。
2. 机制探究实验
- 转录组学分析：RNA测序（GSE234356）显示石斛酚上调IL13RA2（interleukin 13 receptor subunit alpha 2）表达（图3A）。
- 分子对接与CETSA：Autodock预测石斛酚与IL13RA2的Lys-25和Ser-58形成氢键（结合能-4.82 kcal/mol）；CETSA证实石斛酚直接结合IL13RA2并增强其稳定性（图3B-C）。
- 信号通路验证：
- IL13RA2/STAT3轴：siRNA敲低IL13RA2或过表达STAT3均逆转石斛酚的抗钙化作用（图4），且STAT3磷酸化促进炎症因子（IL-6、TNF-α）释放。
- Wnt/β-catenin通路：石斛酚抑制Wnt3表达及β-catenin核转位，过表达β-catenin或激动剂LiCl可抵消石斛酚效果（图2、5）。
- 染色质免疫共沉淀（ChIP）：STAT3直接结合Wnt3启动子区（STAT3 RE1/RE2），石斛酚通过抑制STAT3活性降低Wnt3转录（图6H）。
3. 临床样本验证
收集5例颈动脉粥样硬化斑块患者组织，免疫荧光显示钙化区域IL13RA2表达降低而Runx2升高（图3D），与体外结果一致。
主要结果
- 抗钙化效应：石斛酚显著减少HASMCs钙沉积（Alizarin Red S染色降低50%，p<0.05）及小鼠主动脉钙含量（图1）。
- IL13RA2/STAT3调控：石斛酚通过结合IL13RA2抑制STAT3磷酸化，进而减少炎症因子释放（IL-6下降60%，图3E-G）。
- Wnt3/β-catenin抑制：石斛酚下调Wnt3分泌（ELISA显示降低40%）及β-catenin活性，阻断Runx2介导的成骨分化（图2O）。
- 交叉调控网络：IL13RA2缺失激活STAT3-Wnt3正反馈循环，而石斛酚打破此循环（图6）。
结论与意义
本研究首次揭示石斛酚通过双重机制抑制血管钙化：
1. 靶向IL13RA2：增强IL13RA2表达以抑制STAT3驱动的炎症；
2. 阻断Wnt3/β-catenin：通过STAT3依赖性转录抑制降低Wnt3表达。
科学价值在于阐明了IL13RA2作为血管钙化新靶点的潜力，并为天然药物开发提供依据（CC BY-NC-ND 4.0协议开源）。
研究亮点
- 多模型验证：涵盖细胞、离体主动脉环、小鼠模型及人类样本。
- 创新方法：结合CETSA与分子对接证实石斛酚-IL13RA2直接互作。
- 机制深度：揭示IL13RA2/STAT3与Wnt3/β-catenin的交叉调控网络。
- 转化意义：石斛酚或其衍生物有望成为治疗血管钙化的候选药物。
其他价值
研究获中国国家自然科学基金（U22A20272、82070464）等资助，原始数据可通过DOI:10.1016/j.jare.2024.02.020获取。