芍药苷靶向MAP2K1抑制HIF-1信号通路改善高尿酸血症相关认知功能障碍的机制研究

《HUMAN MUTATION》：Albiflorin-Mediated MAP2K1 Targeting and HIF-1 Signaling Inhibition Contribute to the Therapeutic Efficacy in Hyperuricemia-Associated Cognitive Impairment

本文综述了牡丹皮果荚提取物（EMP）及其主要活性成分芍药苷（AF）在治疗高尿酸血症相关认知障碍（HUA-CI）中的疗效与机制。研究结合网络药理学与实验验证，揭示AF通过靶向MAP2K1、抑制HIF-1信号通路，进而减轻神经炎症、氧化应激及细胞凋亡，从而改善认知功能。该研究为HUA-CI提供了多靶点治疗新策略，凸显了中药天然成分在神经代谢疾病中的应用潜力。

1. 引言

高尿酸血症（HUA）是一种以血液中尿酸（UA）水平升高为特征的代谢性疾病，其与认知功能障碍（CI）的风险增加相关。认知障碍涉及记忆、学习、注意力等多认知域的功能衰退，其病因复杂，可能与神经退行性疾病或代谢紊乱等因素有关。近年研究发现，高尿酸血症患者认知障碍发生率较高，可能与UA引起脑部微血管损伤、促进氧化应激和炎症反应有关。传统中药（TCM）因其独特的治疗作用和较少的不良反应，在现代疾病治疗中备受关注。牡丹（Paeonia suffruticosa）果荚（EMP）具有悠久民间用药历史，但其在干预高尿酸血症及改善相关认知障碍方面的研究尚缺乏。本研究采用网络药理学结合实验验证的方法，系统阐述EMP治疗HUA-CI的机制，并评估其活性成分芍药苷（AF）的作用。

2. 材料与方法

2.1. 实验动物与分组

研究使用雄性C57BL/6J小鼠建立HUA-CI模型，通过腹腔注射氧嗪酸钾和次黄嘌呤诱导。实验设对照组、HUA-CI模型组、以及不同剂量EMP（低、中、高）治疗组、AF治疗组、AF与HIF-1α激活剂FG4592联合用药组等。通过莫里斯水迷宫评估认知功能，并采用HE染色、ELISA、Western blot等技术检测海马组织病理、炎症、氧化应激及凋亡指标。

2.6. 网络药理学研究

通过网络药理学分析EMP的21种主要活性成分，预测其作用靶点，并与HUA和CI相关疾病靶点取交集，获得24个共同关键靶点。构建蛋白互作（PPI）网络，并进行GO功能与KEGG通路富集分析。分子对接模拟显示AF与MAP2K1具有较强的结合亲和力。

2.7-2.14. 细胞实验与机制验证

利用UA刺激的BV2小胶质细胞和HT22神经元细胞，探讨AF对HIF-1信号通路的影响。通过CCK-8、MTT、流式细胞术、TUNEL染色、ELISA、Western blot等方法，评估AF对细胞活力、炎症因子分泌、氧化应激指标、细胞凋亡及相关蛋白表达的影响。

3. 结果

3.1. 牡丹皮果荚提取物改善HUA-CI小鼠症状

EMP能剂量依赖性地降低HUA-CI小鼠血清尿酸水平，改善肾功能指标，并调节肾脏尿酸转运蛋白（GLUT9, URAT1, ABCG2, OAT1）的表达。行为学测试表明EMP显著改善HUA-CI小鼠的空间学习记忆能力，减轻海马组织病理损伤，抑制炎症反应和氧化应激，并减少细胞凋亡。

3.2. 网络药理学分析EMP治疗HUA-CI的潜在机制

网络药理学分析提示EMP通过多靶点、多通路发挥作用，其中AF与MAP2K1结合是关键。KEGG富集分析显示HIF-1信号通路、MAPK信号通路等可能参与EMP的疗效。

3.3. AF通过抑制HIF-1信号通路改善HUA-CI

体内外实验证实，AF治疗能抑制HIF-1信号通路的激活。在HUA-CI模型中，HIF-1α及相关蛋白表达升高，AF处理后其表达被抑制。AF改善小鼠认知行为，减轻海马炎症和氧化损伤，并抑制神经元凋亡。使用HIF-1α激活剂FG4592可逆转AF的保护作用，证明AF通过抑制HIF-1通路发挥疗效。

3.4. AF对UA激活的小胶质细胞的作用

在UA刺激的BV2小胶质细胞中，AF处理能抑制HIF-1α表达，提高细胞活力，促进小胶质细胞由促炎的M1表型（CD86高表达）向抗炎的M2表型（ARG1高表达）极化，降低炎症因子（IL-1^β, IL-6, TNF-^α）水平，增强超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性，降低丙二醛（MDA）含量。

3.5. AF对UA诱导的神经元凋亡的保护作用

AF能部分恢复UA处理后的HT22神经元细胞活力，显著降低TUNEL阳性细胞数和凋亡率，表明AF能保护神经元免受UA诱导的凋亡。

3.6. AF通过靶向MAP2K1影响小胶质细胞和神经元的机制

细胞热转移分析（CETSA）证实AF可与MAP2K1蛋白结合。AF处理后，MAP2K1及其下游p-ERK、HIF-1α蛋白表达下调。过表达MAP2K1可削弱AF对细胞活力、小胶质细胞M2极化、抗炎、抗氧化及抗神经元凋亡的保护作用，表明AF通过靶向MAP2K1、抑制HIF-1信号通路发挥其对HUA-CI的治疗效应。

4. 讨论

本研究系统揭示了EMP及其活性成分AF通过多靶点、多通路机制改善HUA-CI。AF通过靶向MAP2K1，抑制HIF-1信号通路，进而减轻神经炎症、氧化应激和细胞凋亡，是其发挥神经保护作用的核心机制。该研究为中药天然成分治疗代谢相关认知障碍提供了新的理论依据和潜在治疗策略。