林泽兰通过抑制NF-κB和PI3K-Akt信号通路减轻脓毒症相关及病毒相关急性肺损伤中的细胞因子风暴

Eupatorium lindleyanum DC. Suppresses Cytokine Storm by Inhibiting NF-κB and PI3K-Akt Signaling in Sepsis-Associated and Virus-Related Acute Lung Injury.

作者信息Chen Luo, Peilin He, Yan Yang, Lian Xia, Wenjie Xu, Daike Zou, Yiduo Feng, Lian Duan, Junjie Deng, Yong Jing, Xianqin Luo
PMID41899484
发布时间2026-03-21
DOI10.3390/cimb48030333

实验完整度

该研究包含体内大鼠CLP模型、体外细胞实验、SARS-CoV-2假病毒小鼠模型,以及网络药理学和分子模拟,但主要为相关性和预测性证据,未进行活病毒验证和药代动力学评估。

主要模型

CLP诱导的脓毒症相关急性肺损伤大鼠模型 LPS刺激的RAW264.7巨噬细胞 SARS-CoV-2假病毒诱导的肺损伤小鼠模型

重点核对

EL给药剂量(6、12、18 g/kg)及给药方式(口服,每日一次,连续7天) CLP手术诱导SALI大鼠模型的操作细节(麻醉、手术时间等) LPS刺激RAW264.7细胞的浓度和处理时间(100 ng/mL,24小时) 金丝桃苷剂量(低、中、高)及给药途径(腹腔注射) 样本量(每组6只大鼠,每组6只小鼠)

摘要

细胞因子风暴是脓毒症诱导的急性肺损伤(SALI)和重症新型冠状病毒病(COVID-19)的核心致病机制,但有效的治疗策略仍然有限。林泽兰(EL)是一种传统中草药,据报道具有抗炎、抗氧化和抗病毒相关活性;然而,其在SALI和病毒相关性炎性肺损伤中的保护机制仍不完全清楚。本研究采用计算预测与实验验证相结合的综合策略,探讨EL的治疗潜力及其潜在机制。通过UPLC-Q-TOF/MS对EL的化学成分进行了表征,随后通过网络药理学、分子对接和分子动力学分析预测关键靶点和信号通路。采用盲肠结扎穿刺(CLP)诱导的SALI大鼠模型评估肺组织病理学、肺水肿、细胞因子产生和炎症信号激活。同时,使用LPS刺激的RAW264.7巨噬细胞在体外评估细胞因子分泌和通路调节。此外,采用SARS-CoV-2假病毒诱导的小鼠模型进一步评估代表性生物活性化合物金丝桃苷在假病毒相关肺损伤中的体内相关性。共鉴定出32种活性化合物和697个推定靶点,其中116个与脓毒症和COVID-19相关。在体内,EL显著减轻肺损伤、降低肺系数和湿/干比,并抑制促炎细胞因子的过度产生和关键信号蛋白的激活。在体外,EL剂量依赖性地抑制TNF-α和IL-6的分泌,并调节PI3K-Akt和NF-κB信号通路。值得注意的是,金丝桃苷与PI3K-Akt通路相关靶点(EGFR、PI3K和Akt)显示出良好的预测相互作用,而分子动力学模拟支持其与多个COVID-19相关靶点(包括ACE2、Mpro和RdRp)的稳定相互作用。此外,金丝桃苷在体内显著减轻了SARS-CoV-2假病毒相关的肺损伤,降低了ACE2蛋白表达,并下调了EGFR、PI3K和Akt的mRNA水平。总之,这些发现表明EL通过多组分、多靶点和多通路机制发挥保护作用,并支持其在SALI和病毒相关性炎性肺损伤中进一步研究的潜在价值。

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
林泽兰(EL)是否通过抑制关键炎症信号通路减轻脓毒症相关急性肺损伤(SALI)及病毒相关炎性肺损伤中的细胞因子风暴?
核心机制
EL通过抑制NF-κB和PI3K-Akt信号通路,减少促炎细胞因子(如TNF-α、IL-6)的产生,从而减轻细胞因子风暴介导的肺损伤。
主要证据
在CLP诱导的SALI大鼠模型中,EL减轻肺损伤,降低促炎细胞因子水平和p-IκBα、p-P65表达;在LPS刺激的RAW264.7细胞中,EL抑制TNF-α和IL-6分泌及PI3K-Akt通路磷酸化;分子对接和动力学预测支持金丝桃苷与EGFR、PI3K、Akt的稳定结合;在假病毒模型中,金丝桃苷减轻肺损伤并降低ACE2、EGFR、PI3K和Akt表达。
研究意义
支持EL作为天然多靶点候选药物在SALI和病毒相关性炎性肺损伤中的进一步研究价值,但需活病毒模型、药代动力学和安全性评估。

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

EL化学成分鉴定

鉴定EL的活性化学成分。

使用UPLC-Q-TOF/MS对EL提取物进行成分分析。

2

网络药理学分析

预测EL治疗脓毒症和COVID-19的潜在靶点和通路。

利用PubChem、SEA Search Server、SwissTargetPrediction等数据库预测靶点,并构建PPI网络和KEGG通路富集分析。

3

体内SALI大鼠模型验证

评估EL对CLP诱导的SALI大鼠的保护作用。

建立CLP诱导的SALI大鼠模型,EL灌胃给药后,检测肺组织病理、肺水肿、细胞因子水平和信号通路蛋白表达。

4

体外RAW264.7细胞实验

验证EL对LPS诱导的巨噬细胞炎症反应的抑制作用。

CCK-8检测细胞活力,EL预处理后LPS刺激,检测TNF-α、IL-6分泌及NF-κB通路蛋白表达。

5

分子对接和分子动力学模拟

预测金丝桃苷与PI3K-Akt通路及COVID-19相关靶点的结合模式和稳定性。

使用AutoDock Vina进行分子对接,GROMACS进行100ns分子动力学模拟,分析RMSD、RMSF等参数。

6

SARS-CoV-2假病毒小鼠模型验证

评估金丝桃苷在假病毒相关肺损伤中的作用。

建立假病毒诱导的肺损伤小鼠模型,金丝桃苷给药后,检测肺组织病理、ACE2蛋白表达及EGFR、PI3K、Akt mRNA水平。

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
70%乙醇----
醋酸地塞米松片浙江仙琚制药股份有限公司--
胎牛血清GeZhe Biotechnology3022A
TNF-α ELISA试剂盒Xiamen Huijia BiotechnologyEHJ-20039r
IL-6 ELISA试剂盒Xiamen Huijia BiotechnologyEHJ-20746r
IL-1β ELISA试剂盒Xiamen Huijia BiotechnologyEHJ-20537r
GM-CSF ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-R0008
IFN-γ ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-R0009
IL-5 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-R0558
IL-18 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-R0567
抗Akt抗体Cell Signaling Technology4691
抗IκBα抗体Cell Signaling Technology4812
抗p-IκBα抗体Cell Signaling Technology2859
抗P65抗体AbmartTA5006
抗p-P65抗体AbmartTP70621
抗PI3K抗体AbmartT40115
抗p-PI3K抗体AbmartTA4372
抗EGFR抗体ImmunoWayYM8344
抗p-EGFR抗体ImmunoWayYM8664
抗p-Akt抗体ImmunoWayYP0006
抗GAPDH抗体ImmunoWayYN5585
岛津30ATShimadzu--
TripleTOF 5600液相色谱-质谱联用仪AB SCIEX--
Kinetex C18色谱柱----
RIPA裂解液Beyotime Biotechnology--
PVDF膜Millipore--
ECL检测试剂Advansta--

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
动物实验(SALI模型)
EL剂量:6、12、18 g/kg;给药途径:口服;给药时间:连续7天;CLP手术细节;动物品系:SD大鼠;动物体重:180-220g;样本量:每组6只
阅读提示:Methods 2.4节
细胞实验
EL浓度:50、100、200 μg/mL;LPS处理时间:24小时;细胞系:RAW264.7;培养条件:DMEM含10%FBS
阅读提示:Methods 2.5节
分子对接
对接软件参数:AutoDock Vina 1.5.6,网格盒20×20×20 Å,exhaustiveness=8;蛋白质结构来源:PDB
阅读提示:Methods 2.9节
分子动力学模拟
力场:CHARMM36;水模型:SPC;模拟时间:100ns;软件版本:GROMACS 2025.3
阅读提示:Methods 2.10节
假病毒模型
小鼠品系:C57BL/6;金丝桃苷剂量:未明确说明;给药途径:未明确说明;样本量:每组6只
阅读提示:Results 3.10节和Figure 10