益母草总生物碱通过抑制缺氧诱导因子-1α介导的肥大细胞活化缓解过敏性哮喘和炎症反应

Total alkaloids of Leonurus alleviate allergic asthma and inflammation responses by inhibiting hypoxia-induced factor-1⍺-mediated mast cell activation.

作者信息Yannan Zheng, Mingyue Lv, Zhichao Xi, Jijia Sun, Mengfan Liu, Trinh Thach Thi Nguyen, Hongmei Zhang, Songlin Li, Min Zheng, Shijie Wan, Hua Li, Man Yuan, Hongxi Xu
PMID41878326
发布时间2026-03-09
DOI10.3389/fphar.2026.1783196

实验完整度

包含OVA诱导小鼠哮喘模型的体内实验、RBL-2H3细胞体外实验、转录组学及跨物种分析,并通过HIF-1α过表达和抑制剂进行功能验证,涉及多层次证据。

主要模型

OVA诱导的BALB/c小鼠过敏性哮喘模型 RBL-2H3大鼠肥大细胞系 人严重哮喘转录组数据集(GSE76262)

重点核对

OVA致敏和激发方案:腹腔注射OVA-明矾溶液(40 µg OVA)于第0、7、14天,第22-24天雾化吸入5% OVA 30分钟 TAL给药剂量:灌胃给予100 mg/kg或200 mg/kg,每日一次,连续7天 化学缺氧模型:RBL-2H3细胞用CoCl2(100 μM)处理6小时 肥大细胞脱颗粒检测:DNP-IgE(500 ng/mL)致敏过夜,DNP-HSA(100 ng/mL)刺激1小时,检测β-己糖胺酶释放 HIF-1α过表达和YC-1抑制实验:验证HIF-1α在TAL作用中的关键角色

摘要

背景:益母草(Leonurus japonicus Houtt.)传统上被用作妇科药物,现已认识到其具有抗炎和免疫调节特性。但其在过敏性哮喘中的潜在治疗作用尚不清楚。本研究旨在探讨益母草总生物碱(TAL)的抗哮喘作用及其通过缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)通路对肥大细胞活化的调节。材料与方法:采用卵清蛋白(OVA)诱导的哮喘小鼠模型检测TAL对气道高反应性、肺部炎症和Th2细胞因子的影响。体外研究采用RBL-2H3细胞作为肥大细胞模型。转录组学和跨物种分析整合大鼠特征与人类哮喘数据集,使用KEGG富集鉴定保守的HIF-1α相关通路。通过Western blotting和免疫荧光分析HIF-1α的表达和定位。通过β-己糖胺酶(β-hex)测定和Th2细胞因子检测评估肥大细胞脱颗粒。构建HIF-1α稳定过表达细胞或应用药理抑制剂(YC-1)验证HIF-1α在TAL疗效中的关键作用。结果:TAL显著缓解过敏症状,降低气道高反应性,并减少肺部肥大细胞浸润。转录组分析显示,TAL干预后缺氧相关通路,特别是HIF-1α,被下调。TAL在体内和体外均抑制HIF-1α蛋白表达,减少肥大细胞脱颗粒和Th2细胞因子。机制上,缺氧诱导HIF-1α上调、肥大细胞活化和细胞因子释放,而TAL抑制这些反应。该效果被HIF-1α过表达减弱,但被YC-1增强。结论:TAL通过抑制HIF-1α介导的肥大细胞活化和相关炎症反应缓解过敏性哮喘,支持其在炎症性气道疾病中的潜在应用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
益母草总生物碱(TAL)是否通过调节HIF-1α介导的肥大细胞活化来缓解过敏性哮喘?
核心机制
TAL通过抑制HIF-1α蛋白表达及其核转位,从而抑制肥大细胞活化、脱颗粒及Th2细胞因子(IL-4和IL-13)的释放,缓解过敏性哮喘炎症。
主要证据
OVA诱导的哮喘小鼠模型中,TAL(200 mg/kg)降低肺组织HIF-1α表达,减少肥大细胞浸润和炎症;在CoCl2诱导的缺氧RBL-2H3细胞中,TAL(0.5-2 mg/mL)剂量依赖性抑制HIF-1α表达、β-hex释放及IL-4和IL-13分泌;HIF-1α过表达削弱TAL的抑制作用,而YC-1增强其作用。
研究意义
研究为益母草的传统药用提供了药理学证据,并表明HIF-1α是哮喘干预的潜在靶点,支持TAL在炎症性气道疾病中的潜在应用。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体内OVA诱导哮喘模型及TAL治疗

评估TAL对OVA诱导的过敏性哮喘小鼠模型中的抗哮喘作用

BALB/c小鼠经OVA腹腔注射致敏、雾化激发后,口服给予TAL(100或200 mg/kg)或DEX(1 mg/kg),检测过敏症状、气道高反应性、肺部炎症和肥大细胞浸润。

2

体外肥大细胞活化及TAL干预

验证TAL对肥大细胞活化的直接影响及HIF-1α的参与

RBL-2H3细胞用DNP-IgE致敏,经TAL预处理,再以DNP-HSA刺激,检测β-hex释放和IL-4、IL-13分泌;同时用CoCl2建立化学缺氧模型,检测HIF-1α表达。

3

转录组学及跨物种分析

鉴定TAL作用的关键调控通路和HIF-1α在哮喘中的相关性

对TAL处理或DMSO对照的CoCl2缺氧RBL-2H3细胞进行RNA测序,分析差异表达基因和KEGG通路;并与人类哮喘数据集(GSE76262)进行跨物种整合分析,通过WGCNA和PPI网络鉴定HIF-1α。

4

HIF-1α功能验证

确认HIF-1α在TAL抑制肥大细胞活化中的关键作用

构建HIF-1α稳定过表达的RBL-2H3细胞系,比较TAL对过表达和空载体细胞的影响;并使用HIF-1α抑制剂YC-1处理,观察对脱颗粒和细胞因子的影响。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
益母草总生物碱GKH Pharmaceutical Ltd.--
MEM培养基Meilunbio--
胎牛血清Biosharp--
青霉素-链霉素Meilunbio--
MEM培养基Meilunbio--
DNP-IgESigma-Aldrich--
卵清蛋白Sigma-Aldrich--
乙酰甲胆碱Sigma-Aldrich--
明矾佐剂Thermo Fisher Scientific Inc.--
DNP-人血清白蛋白偶联物Alpha Diagnostic Inc.--
三溴乙醇Nanjing Aibei Biotechnology Co., Ltd.--
抗HIF-1α抗体Cell Signaling Technology36169S
抗β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology4967S
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology2118S
YC-1(利非西呱)Selleck Chemicals--
小鼠IgE ELISA试剂盒NeobioscienceEMC117
小鼠IL-4 ELISA试剂盒NeobioscienceEMC003
小鼠IL-13 ELISA试剂盒NeobioscienceEMC124
大鼠IL-4 ELISA试剂盒ABclonal Biotechnology Co., Ltd.RK00040
大鼠IL-13 ELISA试剂盒Ruixin BiotechRX302875R
CCK-8试剂----
RBL-2H3细胞系Pricella Biotechnology Co., Ltd.--
甲苯胺蓝Ruiyuan--
奥林巴斯DP-72显微镜OlympusDP-72
FinePointe™阻力与顺应性系统Buxco RC, DSI--
酶标仪Agilent--
ImageQuant LAS 800系统Cytiva--
ImageJ软件----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
OVA诱导的哮喘模型
OVA致敏和激发方案、TAL给药剂量和途径、地塞米松阳性对照剂量
阅读提示:Methods 2.3,Figure 1A
气道高反应性测量
甲酰胆碱浓度梯度、麻醉及通气参数、Raw和Cdyn记录
阅读提示:Methods 2.4,Figure 1C-F
体外肥大细胞活化实验
RBL-2H3细胞密度、DNP-IgE致敏浓度、TAL处理时间和浓度、DNP-HSA刺激时间和浓度、β-hex检测步骤
阅读提示:Methods 2.10,Figure 5D
化学缺氧模型
CoCl2浓度和处理时间、TAL处理浓度
阅读提示:Methods 2.8,Figure 5A
HIF-1α过表达实验
慢病毒滴度、转染时间、嘌呤霉素筛选浓度、过表达验证方法
阅读提示:Methods 2.11,Figure 6A-B
ELISA检测
血清IgE和Th2细胞因子(IL-4、IL-13)检测试剂盒货号、样本处理
阅读提示:Methods 2.6