本研究由复旦大学附属华山医院中西医结合科的 Qiuping Li 和 Hongying Zhang（共同第一作者）、Lulu Li 和 Jing Sun（共同通讯作者）等人完成，发表于2023年的学术期刊《Pulmonary Pharmacology & Therapeutics》（第79卷，文章ID 102197）。
本研究属于呼吸病学与药理学交叉领域，具体聚焦于慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD）的炎症机制及中药单体成分的治疗潜力。COPD是一种高发病率、可导致残疾和死亡的呼吸系统疾病，在中国约有8.6%的患病率，是第三大死因。香烟烟雾（Cigarette Smoke, CS）被认为是COPD的主要诱因，其通过诱导氧化应激和持续的气道炎症，导致肺泡破坏、气道重塑和进行性气流受限。因此，有效控制气道炎症对于延缓COPD进展至关重要。过氧化物酶体增殖物激活受体γ（Peroxisome Proliferator-Activated Receptor γ, PPARγ）是一种核激素受体，研究表明其在COPD患者的肺组织和支气管上皮细胞中表达显著降低，而PPARγ激动剂可减轻CS诱导的炎症反应，提示上调PPARγ可能是控制COPD气道炎症的新方向。淫羊藿苷（Icariin, ICA）是中药淫羊藿的主要活性成分，具有抗炎等多种药理作用。先前的研究表明，ICA可通过抑制核因子κB（Nuclear Factor-kappa B, NF-κB）来减轻CS诱导的炎症反应，但其具体机制尚不完全清楚。最近有研究报道ICA在其他疾病模型中能上调PPARγ。此外，PPARγ的抗炎作用被认为可能与抑制NF-κB活性有关。然而，ICA在COPD中的抗炎作用是否涉及PPARγ，以及是否通过调节PPARγ-NF-κB信号通路来实现，此前尚未被探索。因此，本研究旨在：1）探讨ICA在CS诱导的模型中對PPARγ表达的影响；2）基于PPARγ-NF-κB信号通路阐明ICA对COPD的治疗作用。
本研究的工作流程详细而系统，主要分为体外细胞实验、体外机制验证和体内动物实验三个核心部分。
第一部分：体外细胞实验。研究团队使用人支气管上皮细胞系BEAS-2B和H292作为研究对象。首先，他们检测了ICA本身对PPARγ蛋白表达的影响。Western Blotting结果显示，用不同浓度（25， 50， 75 μM）的ICA处理16小时后，两种细胞中PPARγ的蛋白表达水平均明显增加。随后，他们用香烟烟雾提取物（Cigarette Smoke Extract, CSE）刺激细胞建立炎症模型，发现CSE刺激可导致PPARγ蛋白和mRNA表达显著下调。然而，用ICA进行预处理可明显改善CSE引起的PPARγ表达下调。细胞免疫荧光实验也验证了ICA能逆转CSE导致的PPARγ表达降低。这些结果初步表明，ICA能上调并保护CS诱导下的PPARγ表达。
第二部分：体外机制探究。为了探究ICA的抗炎作用是否与NF-κB通路相关，并进一步验证PPARγ在其中扮演的角色，研究团队进行了系列深入实验。首先，他们检测了CSE刺激后NF-κB通路相关蛋白的表达。Western Blotting结果显示，CSE刺激导致BEAS-2B和H292细胞核内NF-κB p65蛋白水平、以及炎症因子IL-6和TNF-α的蛋白水平显著升高，而细胞质中IκB-α蛋白水平则显著降低。ICA预处理能显著抑制这些变化，即减少NF-κB的核转位、抑制IκB-α的降解并降低IL-6和TNF-α的表达。细胞免疫荧光实验直观地显示，ICA能显著抑制CSE诱导的NF-κB p65向细胞核内转移。
接下来是本研究验证因果关系的核心步骤。为了明确ICA对NF-κB的抑制作用是否依赖于其上调PPARγ的能力，研究团队采用了两种方法“阻断”PPARγ的功能。第一种方法是使用PPARγ特异性拮抗剂T0070907。在BEAS-2B细胞中，预先加入T0070907（5， 10 μM）后，ICA对CSE诱导的NF-κB核转位和IκB-α降解的抑制作用被显著削弱。第二种方法是利用慢病毒转染技术，构建了PPARγ基因敲低（knockdown）的BEAS-2B细胞模型。Western Blotting证实了敲低效率。在PPARγ被敲低的细胞中，ICA对CSE诱导的NF-κB通路激活的抑制作用同样被显著减弱。这两项关键实验有力地证明，ICA对CSE诱导的NF-κB活化的抑制作用至少部分依赖于PPARγ的上调，从而将PPARγ与NF-κB通路联系起来，表明PPARγ-NF-κB信号通路参与了ICA的抗炎作用。
第三部分：体内动物实验。为了在整体动物水平验证体外发现，研究团队建立了COPD大鼠模型。具体方法是将雄性SD大鼠暴露于香烟烟雾中长达6个月。ICA治疗组（CS+ICA组）在每次烟雾暴露前1小时通过胃灌注给予ICA（40 mg/kg）。实验结束后，检测了多个层面的指标。首先，通过免疫组化和Western Blotting检测肺组织中PPARγ的表达，发现与对照组相比，COPD模型组大鼠肺组织中PPARγ蛋白表达和PPARγ阳性细胞数均显著下降，而ICA治疗显著改善了这种下调。其次，检测NF-κB通路，发现COPD模型组肺组织中NF-κB核转位增加、IκB-α蛋白降解以及NF-κB核阳性细胞数均显著增加，而ICA治疗能显著逆转这些变化。这与体外实验结果一致，表明ICA在体内也能调节PPARγ-NF-κB通路。
随后，研究评估了ICA对肺部炎症和肺功能的影响。通过苏木精-伊红（H&E）染色对肺组织进行病理学评估，发现COPD模型组肺部炎症细胞浸润显著增加，而ICA治疗显著减轻了这种炎症浸润。通过酶联免疫吸附试验（ELISA）检测支气管肺泡灌洗液（BALF）和血清中的炎症因子，发现COPD模型组中TNF-α和IL-6水平显著升高，而ICA治疗能有效降低这些炎症因子的水平。最后，通过肺功能检测系统评估了大鼠的呼吸生理指标。结果显示，COPD模型大鼠的肺功能出现显著下降，表现为功能残气量（FRC）增加，以及反映气道通畅程度的指标如最大呼气中段流量（MMEF）和呼气峰值流速（PEF）下降。ICA治疗能显著逆转这些肺功能指标的恶化。
本研究的主要结论是：淫羊藿苷（ICA）对COPD的治疗作用是通过减轻气道炎症间接实现的，而这部分与调控PPARγ-NF-κB信号通路有关。具体而言：1）ICA能够上调支气管上皮细胞中的PPARγ表达，并改善CS诱导的PPARγ下调。2）ICA能够抑制CS诱导的NF-κB通路激活和炎症因子产生。3）机制上，ICA对NF-κB通路的抑制作用部分依赖于其对PPARγ的上调作用。4）在COPD大鼠模型中，ICA同样能上调PPARγ、抑制NF-κB活化、减轻肺部炎症浸润、降低炎症因子水平，并最终改善肺功能。这系统地证明了PPARγ是ICA发挥抗COPD炎症作用的一个关键靶点，其作用机制涉及PPARγ-NF-κB轴。
本研究具有重要的科学价值和应用潜力。其科学价值在于，首次在COPD的背景下系统阐明了中药活性成分淫羊藿苷通过上调PPARγ来抑制NF-κB通路、从而发挥抗炎作用的分子机制，为理解ICA的药理作用提供了新的理论依据。它连接了传统中药活性成分与现代核受体信号通路，为中药现代化研究提供了一个范例。应用价值在于，目前临床上使用的PPARγ合成激动剂（如噻唑烷二酮类药物）因存在副作用而应用受限。本研究发现来源于天然植物的ICA能有效上调PPARγ并发挥抗炎作用，这为开发基于PPARγ靶点的、副作用更小的新型COPD抗炎药物或先导化合物提供了重要的实验依据和候选分子。此外，研究提示在治疗COPD（特别是肾虚型）的中药复方中，可以适当增加淫羊藿的用量或将其作为君药，为中西医结合治疗COPD提供了新的思路。
本研究的亮点在于：1）研究发现的创新性：首次明确揭示了ICA在COPD模型中通过PPARγ-NF-κB轴发挥抗炎作用，明确了PPARγ作为ICA关键作用靶点的地位。2）研究设计的系统性：从体外细胞到体内动物，从表型（炎症、肺功能）到分子机制（PPARγ表达、NF-κB通路），并运用了激动剂（ICA本身）、拮抗剂（T0070907）和基因敲低三种手段进行严谨的因果验证，逻辑链条完整，证据充分。3）临床转化意义明确：将传统中药成分的作用机制与现代疾病的关键信号通路紧密结合，为开发新的治疗策略奠定了坚实的基础。
此外，作者在讨论部分还提出了未来有价值的研究方向，包括探讨ICA上调的PPARγ与糖皮质激素受体（GR）之间是否存在关联，以及从下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴的角度进一步研究ICA“补肾”功效在抗COPD炎症中的作用，这些思路为进一步深化研究开辟了新的路径。