双氢青蒿素对肺泡巨噬细胞无菌性炎症和氧化应激的保护作用

《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects》：Protective effects of dihydroartemisinin against sterile inflammation and oxidative stress in alveolar macrophages

本研究探讨二氢青蒿素（dha）对急性肺损伤（ALI）的疗效及机制。体外实验显示dha抑制PMA/TNFα诱导的炎症小体激活及ROS生成，上调SOD2；体内实验证实口服dha可减轻小鼠ALI模型的炎症浸润、肺水肿及纤维化，机制涉及NLRP3/ASC轴抑制和线粒体ROS调控。

　　

林嘉瑜|陈嘉宏|蔡成芳|张晨妮|陈彦昌|林伟婷|黄俊婷|王宇文|卢大宇|叶伟兰

中国医科大学生物医学科学研究生院，台湾台中市协志路91号，404333

摘要

背景

由于高氧张力，肺泡极易受到氧化应激的影响，而肺泡巨噬细胞是主要的防御机制。双氢青蒿素（dha）是青蒿属植物（Artemisia annua L.）的活性衍生物，具有强大的生物活性。我们研究了dha对急性肺损伤（ALI）的疗效及其作用机制。

方法

使用PMA和TNFα诱导MH-S肺泡巨噬细胞发生炎症和氧化应激。体内实验中，通过气管内注射TNFα建立ALI小鼠模型，随后进行3天的dha口服治疗。我们评估了炎性小体的激活情况、活性氧（ROS）水平以及肺部病理变化。

结果

在MH-S细胞中，dha通过下调NLRP3、ASC和切割型caspase-1显著抑制了PMA和TNFα诱导的炎性小体激活。dha还减少了总ROS和线粒体ROS的产生，这可能是通过上调SOD2实现的。在小鼠实验中，dha有效缓解了TNFα引起的免疫细胞浸润、细胞因子分泌、肺水肿和早期纤维化重塑。这些保护作用与肺泡炎性小体激活和IL-1β表达的减弱有关。

结论

dha通过调节NLRP3/ASC轴和线粒体ROS的产生，发挥强大的抗炎和抗氧化作用，从而减轻肺组织损伤。

总体意义

这些发现表明dha是治疗急性炎症性肺疾病的有希望的候选药物，为其临床应用提供了机制基础。

缩写列表

ALI	急性肺损伤
BALF	支气管肺泡灌洗液
COX2	环氧化酶
DHA	双氢青蒿素
GCLC	谷氨酸-半胱氨酸连接酶催化亚基
GCLM	谷氨酸-半胱氨酸连接酶修饰亚基
H & E	苏木精与伊红
iNOS	诱导型一氧化氮
IT	气管内
mtROS	线粒体ROS
NLRP3	NOD样受体家族含吡啶结构域3
ROS	活性氧
TNF	肿瘤坏死因子

材料

本研究中使用的化学化合物和抗体详见补充图1。双氢青蒿素购自ChemFaces（中国湖北），并通过HPLC方法纯化（流动相：乙腈：0.1%三氯乙酸：磷酸，比例19:81:0.035；流速：1.0 ml/min；柱温：30°C；检测波长：349 nm），并通过¹H NMR分析验证。

细胞培养

MH-S小鼠肺泡巨噬细胞系来源于生物资源库。

双氢青蒿素可缓解TNFα和PMA诱导的肺泡巨噬细胞炎性小体激活

为了评估双氢青蒿素的有益效果，首先在MH-S肺泡巨噬细胞中不同浓度的双氢青蒿素处理后检测细胞存活率，以确定合适的剂量。如补充图3所示，SRB实验显示0.5 μM的双氢青蒿素对细胞存活率无不良影响。然而，更高浓度则表现出细胞毒性，导致显著细胞死亡。因此，选择0.5 μM的双氢青蒿素进行后续实验。

讨论

吞噬细胞的一种主要防御机制是呼吸爆发，此过程中产生的ROS负责清除病原体，但同时也会导致氧化应激和周围组织损伤[34]。因此，细胞内的抗氧化能力对于维持氧化还原平衡和保护细胞免受自身氧化损伤至关重要[35]。青蒿素衍生物因其含有过氧化物结构而闻名，具有优异的抗疟疾效果。

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CRediT作者贡献声明

林嘉瑜：验证、实验设计、数据分析。陈嘉宏：资金筹集。蔡成芳：数据分析。张晨妮：实验设计、数据分析。陈彦昌：验证、实验设计。林伟婷：验证、数据分析、实验设计。黄俊婷：验证、实验设计、数据分析。王宇文：实验设计、验证。卢大宇：数据分析、数据分析、写作及审稿。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢Rapid Science有限公司在免疫组织化学方面的技术支持。本研究得到了科技部（MOST 113-2320-B-039-030）、中国医科大学（CMU111-S-19和CMU112-MF-51）以及台中慈济医院（TTCRD114-15）的财政支持。部分研究工作在中国医科大学台中市的研究与发展办公室的医学研究核心设施中心进行。