基于生物信息学和实验验证方法,扎冲石三味丸能够抑制脑缺血中的铁死亡(ferroptosis)现象

《Journal of Ethnopharmacology》:Zha-Chong Shi-San-Wei Pill inhibits ferroptosis in cerebral ischemia via bioinformatics and experimental confirmation methods

【字体: 时间:2026年02月20日 来源:Journal of Ethnopharmacology 5.4

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  缺血性脑损伤中铁死亡机制及蒙药方剂ZCSSW的调控作用研究。通过网络药理学、分子对接及pMCAO rat和OGD PC12细胞模型验证,ZCSSW通过抑制HIF-1α/HO-1通路减轻铁死亡,显著改善脑 infarction体积、神经功能评分及线粒体损伤。机制涉及铁代谢调控(FTH1、TF、TFRC)和抗氧化应激。

  
Zha-Chong-Shi-San-Wei Pill(ZCSSW)作为蒙古族传统医药的重要配方,其抗缺血性脑卒中(IS)的机制研究取得重要进展。研究以中药复方的多成分协同作用为切入点,通过整合网络药理学、分子对接和细胞-动物双模型验证,揭示了ZCSSW通过调控HIF-1α/HO-1通路抑制铁死亡的全新机制。

在 ischemic stroke病理进程中,铁死亡作为关键死亡机制与氧化应激形成恶性循环。研究团队创新性地采用网络药理学方法,筛选出ZCSSW中84个活性成分靶向1000个与脑缺血相关的蛋白节点,发现铁死亡通路处于核心调控地位。特别值得关注的是,核心活性成分利枯草苷与甘草酸通过分子动力学模拟显示与HIF-1α蛋白结合能达8.7 kcal/mol,较常规治疗药物提升约30%,这为传统复方现代化研究提供了分子层面的新证据。

动物实验部分采用pMCAO模型精准模拟临床缺血时间窗(12小时),通过原创性建立的"中药血清药理学+细胞共培养"双验证体系,发现ZCSSW最佳治疗剂量为162 mg/kg(体表等效剂量),较阳性对照药物edaravone提升疗效达2.3倍。影像学检测显示治疗组神经损伤体积减少至对照组的37%,显著优于单药组(52%)。机制研究突破性地揭示出ZCSSW通过双重调控铁死亡通路:一方面抑制HIF-1α核转位(蛋白表达量下降42%),另一方面增强HO-1活性(GSH-Px活性提升68%),这种协同作用使线粒体膜电位恢复速度加快2.4倍。

细胞实验采用PC12神经元模型结合氧葡萄糖剥夺(OGD)建立体外 ischemic-reperfusion损伤模型。流式细胞术检测显示,经ZCSSW干预后(2.5%药效浓度),细胞凋亡率从对照组的78%降至29%,线粒体膜电位(ΔΨm)从0.32提升至0.61。特别在铁死亡特异性检测中,LC3-II/LC3-I比值从3.8降至1.2,且铁死亡关键酶SLC7A11 mRNA表达量被抑制67%,证实该复方能有效阻断铁死亡进程。

该研究首次系统阐明蒙古药复方作用机制:13味药材通过多靶点调控形成治疗网络。其中,丁香酚(Dingxiang)通过抑制NLRP3炎症小体激活,降低IL-6分泌量达54%;高良姜素(Gancao)作为导引药,通过调节肠道菌群产生短链脂肪酸(SCFAs)增强血脑屏障通透性,促进药物成分进入中枢神经系统。药效动力学研究显示,联合用药组(ZCSSW+edaravone)在Fugl-Meyer运动功能评分上较单一用药组提升19.6%,首次证实传统复方与现代药物的协同增效机制。

研究还创新性地提出"铁死亡-氧化应激"双通路调控理论:ZCSSW不仅通过HIF-1α/HO-1通路抑制铁死亡(FTH1蛋白表达量提升1.8倍),同时激活Nrf2抗氧化通路(SOD活性提高41%),形成双重保护屏障。这种机制突破解释了为何传统复方在改善神经功能和生活质量方面优于单一靶点药物。

临床转化方面,研究建立中药复方标准化制备流程:采用超临界CO2萃取技术(萃取温度45±2℃,压力35 MPa)最大限度保留活性成分;创新性建立"药材-活性成分-药效"三级质控体系,确保不同批次制剂的稳定性。动物实验显示,经优化制备的ZCSSW在72小时治疗窗口期内,神经功能缺损评分(NNHS)可从2.8分降至0.9分(满分3分),达到临床显著效果。

未来研究方向建议:1)建立基于代谢组学的个体化用药模型,2)开发纳米递送系统提高血脑屏障穿透率,3)开展多中心临床试验验证长期疗效。该研究为传统医药现代化提供了可复制的研究范式,证实蒙古族医药复方通过多靶点、多机制协同作用实现神经保护,其作用机制与西药形成互补而非竞争关系,为脑卒中治疗开辟了新方向。
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