本研究由Peng Huang、Xuecheng Yu、Zengxiang Gao等学者共同完成,作者单位包括湖北中医药大学药学院(College of Pharmacy, Hubei University of Chinese Medicine)、湖北省时珍实验室(Hubei Shizhen Laboratory)及中医药现代化肝病研究中心(Center of Traditional Chinese Medicine Modernization for Liver Diseases)。研究成果发表于2025年的《Journal of Ethnopharmacology》(Volume 348, Article 119889)。
学术背景
该研究聚焦于肝脏缺血再灌注损伤(hepatic ischemia-reperfusion injury, HIRI)的病理机制及中药干预策略。HIRI是肝切除、移植等手术中不可避免的并发症,其核心机制涉及活性氧(ROS)积累、炎症反应和铁死亡(ferroptosis)。参附注射液(Shenfu Injection, SF)源自宋代《济生方》中的参附汤,由红参(Ginseng Radix et Rhizoma Rubra)和附子(Aconiti Lateralis Radix Preparata)组成,临床用于休克、脓毒症等疾病的治疗,但其抗HIRI的药理机制尚未明确。本研究旨在通过网络药理学结合体内外实验,揭示SF通过JAK2/STAT3通路调控铁死亡改善HIRI的作用机制。
研究流程与方法
成分分析与网络药理学
- 成分鉴定:采用UHPLC-Q Exactive HFX技术分析SF的化学成分,鉴定出773种化合物,包括人参皂苷Rg1、乌头碱等(表2)。
- 靶点预测:通过TCMSP和BATMAN-TCM数据库筛选SF的51种活性成分及574个潜在靶点,与GeneCards数据库中的2640个HIRI相关靶点取交集,获得257个共同靶点(图6a)。
- 网络构建:利用Cytoscape构建“药物-成分-靶点-疾病”网络(图6b),并通过STRING数据库构建蛋白互作(PPI)网络,筛选出AKT1、IL-1β、STAT3等33个核心靶点(图6c)。
- 通路富集:KEGG分析显示JAK2/STAT3通路显著富集(图6g),分子对接证实人参皂苷Rg5、Rg1等与JAK2/STAT3结合能低于-6 kcal/mol(图6i-k)。
体内实验验证
- 动物模型:C57BL/6J小鼠随机分为假手术组(Sham)、缺血再灌注组(I/R)、SF低中高剂量组(2.5/5/10 mL/kg)及JAK2抑制剂AG490组(40 mg/kg),每组6只。通过夹闭肝动脉60分钟诱导HIRI,再灌注6小时后取样(图2)。
- 指标检测:
- 肝功能:SF显著降低血清ALT、AST水平(图2a-b)。
- 炎症反应:SF下调TNF-α、IL-1β、IL-6的mRNA表达(图2c-e),减少MPO阳性细胞(图2h-i)。
- 氧化应激与铁死亡:SF降低ROS、MDA和铁离子水平,提升SOD、GSH活性及GPX4蛋白表达(图3, 图5a-f)。
体外实验验证
- 细胞模型:AML12细胞经氧糖剥夺/再灌注(OGD/R)模拟HIRI,SF预处理(2.5-10 μL/mL)显著提高细胞存活率(图4b-c)。
- 机制验证:SF抑制OGD/R诱导的JAK2/STAT3磷酸化(图7d-f),上调GPX4、SLC7A11表达,下调PTGS2(图5g-l)。
主要结果
- SF改善HIRI的病理损伤:SF减轻肝组织充血坏死(图2f-g),降低炎症因子和氧化应激标志物(图2-3)。
- 抑制铁死亡:SF通过上调GPX4和SLC7A11、下调PTGS2,减少脂质过氧化和铁积累(图5)。
- JAK2/STAT3通路调控:SF抑制JAK2/STAT3磷酸化,其活性成分(如人参皂苷Rg5)与靶点结合稳定(图6i-k, 图7)。
结论与价值
本研究首次阐明SF通过JAK2/STAT3通路抑制铁死亡,从而缓解HIRI的分子机制。其科学价值在于:
1. 理论创新:揭示了SF多成分-多靶点-多通路的协同作用,为中药复方机制研究提供范式。
2. 应用潜力:SF或可成为肝移植术中减轻HIRI的候选药物,尤其适用于需调控铁死亡的临床场景。
研究亮点
- 方法整合:结合网络药理学、分子对接及体内外实验,系统性验证SF的作用机制。
- 靶点新颖性:首次发现SF通过JAK2/STAT3-GPX4轴调控铁死亡。
- 转化意义:为SF的临床适应症拓展提供实验依据,推动中药现代化研究。
其他价值
研究局限性包括未明确SF中具体起效成分,且HIRI涉及的其他通路(如PI3K/AKT)未被探讨,未来需进一步解析。