类型a：学术研究报告

作者及机构
本研究的通讯作者为Wei Zhou，来自中国药科大学（China Pharmaceutical University）药学院药剂学系。合作作者包括Jianhong Qi、Yanxia Wang、Huan Chen等。研究发表于期刊*Advanced Science*，发表日期为2025年。

学术背景
本研究聚焦于病毒性肺炎（viral pneumonia）引发的肺损伤（lung injury）治疗领域。近年来，由SARS-CoV-2等病毒引发的肺炎对公共卫生构成重大威胁，尤其对老年人和免疫功能低下人群影响显著。当前治疗手段以抗病毒药物为主，但缺乏针对病毒病理损伤的创新疗法。传统中药（Traditional Chinese Medicine, TCM）在COVID-19治疗中显示出显著疗效，但其应用受限于复杂机制、质量不均和起效缓慢等问题。葛根汤（Ge-Gen Decoction, GGD）在临床中能有效减轻病毒感染患者的症状严重程度，但其活性成分及协同机制尚不明确。本研究旨在从GGD中鉴定关键生物活性分子，并构建一种模拟煎煮过程的协同药物递送系统，以对抗病毒性肺损伤。

研究流程
1. 文献计量学与生物信息学分析
- 通过Web of Science（WOS）获取681篇TCM治疗COVID-19的文献，使用CiteSpace 6.1.6软件分析研究热点。结果显示，中国在该领域发表论文最多（142篇），关键词聚类包括“急性肺损伤（acute lung injury）”“分子对接（molecular docking）”等。
- 通过系统药理学方法分析GGD中甘草-葛根药对的分子机制，预测756个成分靶点和601个疾病靶点，筛选出30个交集靶点。蛋白互作网络（PPI）分析确定核心靶点为EGFR、TNF、VEGFA等。基因本体（GO）和KEGG通路分析显示，这些靶点主要参与PI3K-AKT信号通路和氧化应激反应。

1. 活性成分鉴定与计算机模拟

   • 从甘草-葛根药对中鉴定出两种关键活性成分：光甘草定（glabridin, Gla）和葛根素（puerarin, Pue）。通过分子对接验证其与ACE2、3CL蛋白酶（3CL pro）、TNF等靶点的结合能力，结合能均低于−5 kcal mol−1，表明强结合亲和力。
     
   • 分子动力学模拟（molecular dynamics simulation）显示，Gla与Pue能稳定结合靶蛋白，氢键和π-π堆积是主要作用力。丙氨酸扫描突变（alanine scanning mutagenesis）进一步确定了关键结合位点，如Gla与TNF的Leu36残基。
     

2. 自组装水凝胶系统的构建与表征

   • 发现Pue在加热-冷却过程中可自组装成三维水凝胶（Pue@gel），模拟GGD煎煮后的凝胶沉淀现象。在此基础上，构建了Gla-Pue自组装水凝胶（Gla-Pue@gel）。
     
   • 通过扫描电镜（SEM）观察其多孔网络结构，差示扫描量热法（DSC）和X射线衍射（XRD）证实Gla与Pue形成新的共凝胶体系。体外释放实验显示，药物释放与凝胶降解同步，且Gla与Pue的摩尔比稳定在1:30。
     

3. 抗炎与抗氧化效应研究

   • 体外实验：在LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞模型中，Gla-Pue@gel显著抑制炎症因子IL-1β和TNF-α的分泌，并将促炎型M1巨噬细胞重编程为抗炎型M2表型（CD86+/CD206+比例下降）。在H2O2诱导的A549细胞氧化应激模型中，该水凝胶降低ROS水平，并通过抑制内质网应激（ER stress）相关蛋白（如CHOP、HMGB1）表达减轻细胞损伤。
     
   • 体内实验：在LPS诱导的小鼠急性肺损伤（ALI）模型中，Gla-Pue@gel（50 mg/kg）显著缓解肺水肿和脾脏肿大，肺组织H&E染色显示肺泡结构改善，免疫组化证实TNF-α表达降低。
     

主要结果
- 协同比例优化：Gla与Pue的摩尔比为1:30时抗炎效果最佳，且Gla的剂量低至0.4 μM即可显著抑制NO释放。
- 递送系统优势：Gla-Pue@gel的释放动力学符合零级模型（R²>0.99），药物释放与凝胶降解同步，解决了Gla疏水性和Pue生物利用度低的问题。
- 机制阐明：Pue通过竞争性结合ACE2阻断SARS-CoV-2入侵宿主细胞；Gla则通过调控PI3K-AKT-NRF2通路抑制炎症风暴和氧化应激。

结论与价值
本研究首次从GGD中解析出Gla和Pue的协同作用机制，并创新性地构建了模拟煎煮过程的自组装水凝胶递送系统。其科学价值在于：
1. 揭示了TCM复方“甘草-葛根”治疗病毒性肺损伤的分子基础；
2. 提出了一种基于天然成分自组装的药物递送新策略，克服了传统TCM制剂质量不均的缺陷。
应用价值体现在：
- Gla-Pue@gel可作为一种安全、高效的广谱抗病毒肺损伤候选药物，尤其适用于老年和免疫缺陷人群。

研究亮点
1. 方法创新：结合文献计量学、生物信息学和分子动力学模拟，系统性解析TCM复方机制。
2. 技术突破：利用Pue的自组装特性构建水凝胶，实现药物协同释放，无需额外载体材料。
3. 临床意义：为TCM现代化提供了“活性成分明确、机制清晰、剂型可控”的研究范式。

其他有价值内容
- 研究发现Pue的高生物安全性（LD50=832 mg/kg）使其适合作为递送载体，而Gla的CYP450抑制特性提示需关注药物相互作用。
- 研究数据已通过Gene Expression Omnibus（GEO）数据库（GSE160435）公开验证核心靶点表达。