越来越多的流行病学及临床证据表明,炎症是多种疾病的重要危险因素。炎症相关的疾病包括感染、过敏、自身免疫性疾病、神经炎症、非酒精性脂肪肝、癌症等。这些疾病会随着年龄的增加呈现越来越高的发病率。究其原因,许多有害的因素,包括病原相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)及损伤相关分子模式(damage-associated molecular patterns, DAMPs)会被模式识别受体(pattern recognition receptors, PRRs)所识别,并启动天然免疫反应。如果这些危险因素不能被及时清除或天然免疫反应受到干扰,就会引发慢性炎症1,2。随着年龄的增长,引发慢性炎症的因素会逐渐积累,并引发各种炎症相关疾病。
传统中药(traditional Chinese medicine)在疾病治疗方面已有几千年的历史,积累了丰富的临床资料。并且无论是临床证据还是动物实验都证实传统中药无论是单方还是复方都能有效的抑制慢性炎症的发生。另外,传统中药被证实有着低毒,并且多组分之间协同作用的优势,是治疗炎症相关疾病的潜在候选方案1。本文将从几个典型案例展示传统中药在干预炎性疾病中的作用。
党参二苓汤通过抑制心肌炎症改善心肌肥厚3
心肌肥厚在心脏结构重塑和心力衰竭(heart failure, HF)进展中发挥着重要作用。党参二苓汤(DSELD)是临床用于治疗心力衰竭冠心病的中药方剂。研究人员发现 DSELD 能通过 TLR4 信号通路减轻心力衰竭的炎症损伤来发挥抗心肌肥厚的作用。
研究人员用TMRM(tetramethyl rhodamine methyl ester)和 Alexa Fluor 488 Phalloidin 分别对大鼠心肌细胞系 H9C2 细胞系的线粒体和 F-actin 进行了染色,并用 LPS 处理的 RAW264.7 细胞的 CM(conditioned media)或 CM + DSELD 进行处理。随后用 Molecular Devices 公司的 ImageXpress Micro® Confocal High-Content Imaging System 对细胞进行成像,并用 MetaXpress® High-Content Image and Analysis Software 对图像进行分析。结果显示,CM 处理显著提升 H9C2 细胞 F-actin 表达,TMRM 染色显著减少(线粒体去极化),DSELD 处理则显著降低 F-actin 表达并增加 TMRM 染色(图 1)。这说明 DSELD 确实具备降低心肌肥厚及细胞损伤的潜力。
图 1:DSELD 可保护 H9C2 细胞免受 CM 诱导的炎症引起的心肌肥厚和线粒体通透性转换(mitochondrial permeability transition pore, mPTP)的影响
将天然产物丹参酮 I 与哌啶的支架杂交用于发现有效的 NLRP3 炎症小体抑制剂4
天然产物为药物发现提供灵感,并已被证明是药物发现最有价值的来源。丹参酮 I(Tanshinone I)表现出了抗菌及抗炎效果,但是由于其高亲油性,使其效力低并且成药性质差。另一方面,哌啶是许多 FDA 批准药品中关键的饱和杂环支架。因此,研究人员推测丹参酮I和哌啶形成的支架杂交体是扩展其化学空间及生物空间从而达到治疗效果的潜在策略。经验证丹参酮 I 衍生物确实能抑制 NLRP3 蛋白的降解,阻断 NLRP3 -诱导的凋亡相关斑点状蛋白的寡聚化,从而抑制 NLRP3 炎性小体的活化。
研究人员对小鼠腹膜巨噬细胞进行了固定、穿孔及封闭,并用 ASC 一抗进行了标记,然后用 FITC 结合的二抗进行标记,最后用 Hoechst 33258 进行了核标记。用 ImageXpress® Micro Confocal High-Content Imaging System 对细胞进行成像,比较对照组,支架杂交体及经典 NLRP3 抑制剂 MCC950 在抑制 ASC 蛋白寡聚化方面的差异(图 2)。结果表明,丹参酮 I 衍生物确实能抑制 NLRP3 炎性小体的活化。
图 2:免疫荧光分析检测 ASC 蛋白寡聚化,ASC 蛋白寡聚化用白色箭头进行了标识
川芎精油缓解脂多糖诱导的神经炎症5
川芎是一种古老的中药,在中国被广泛用于缓解偏头痛,具有令人满意的治疗效果,其中川芎精油是治疗偏头疼的主要生物活性成分。另外,神经炎症是偏头疼的诱因。但是,川芎精油是否有抗神经炎症的活性还不得而知。成都中医药大学 Liang Xiong 课题组通过体外用川芎精油干预 LPS 处理的小鼠小胶质细胞 BV2,结合气相色谱-质谱分析、细胞毒性分析、NO 产生分析、ROS 产生分析、ELISA 检测 IL-6、TNF-α 及 PGE2、WB 等实验发现川芎精油能通过 NF-κB 信号通路显著减少炎症介质和促炎因子的过度产生,从而减轻神经炎症。
本研究中作者用 ImageXpress® Micro Confocal High-Content Imaging System 对 BV2 细胞进行了成像,并用 MetaXpress 6 软件对平均荧光强度进行了统计以此分析 ROS 的产生。首先,经处理的细胞在 10uM DCFH-DA ,37℃,黑暗环境下处理 20min,之后进行成像。结果表明川芎精油能以剂量依赖的方式显著减少 LPS 处理的 BV2 细胞中 ROS 的产生(图 3)。
图 3:川芎精油对 LPS 处理的 BV2 细胞中 ROS 产生的效应,绿色为 ROS
总结
传统中药作为沿用几千年的临床治疗手段,不仅积累了诸多的方剂、临床记录等宝贵的资料可供查询,还在现代临床实践中展现出极大的潜力。这为研究人员探索新的疾病治疗方案提供了契机。在炎症相关疾病的干预方面,传统中药同样表现出对多种炎性疾病的治疗效果,这暗示传统中药有望为炎性相关疾病的治疗提供更多的选择。
参考文献
1. Pan MH, Chiou YS, Tsai ML, Ho CT. Anti-inflammatory activity of traditional Chinese medicinal herbs. J Tradit Complement Med. 2011 Oct;1(1):8-24.
2. Zou Y, Ma P, Li B, et al. Traditional Chinese medicine for the treatment of chronic inflammatory diseases: a review of inhibitors for NLRP3 inflammasome. Adv Chin Med. 2025; 2(1): 1-12.
3. Zhong Y, Chen L, Li M, Chen L, Qian Y, Chen C, Wang Y, Xu Y. Dangshen Erling Decoction Ameliorates Myocardial Hypertrophy via Inhibiting Myocardial Inflammation. Front Pharmacol. 2022 Jan 3;12:725186.
4. Li J, Sheng H, Wang Y, Lai Z, Wang Y, Cui S. Scaffold Hybrid of the Natural Product Tanshinone I with Piperidine for the Discovery of a Potent NLRP3 Inflammasome Inhibitor. J Med Chem. 2023 Feb 23;66(4):2946-2963.
5. Zuo J, Zhang TH, Peng C, Xu BJ, Dai O, Lu Y, Zhou QM, Xiong L. Essential oil from Ligusticum chuanxiong Hort. Alleviates lipopolysaccharide-induced neuroinflammation: Integrating network pharmacology and molecular mechanism evaluation. J Ethnopharmacol. 2024 Jan 30;319(Pt 3):117337.