Schisandrin B 通过 PPARG 介导的 PI3K/AKT/mTOR 信号通路增强自噬作用，并提高随机皮瓣的存活率

《Free Radical Biology and Medicine》：Schisandrin B enhances autophagy and random flaps survival through the PPARG-mediated PI3K/AKT/mTOR signaling pathway

Sch B通过激活PPARG介导的PI3K-AKT-mTOR通路诱导自噬，减少氧化应激和炎症，促进血管生成，从而提高随机皮瓣存活率。

　　

李阳波|张建雄|杨瑾|高建远|金阳灿|张宇|陈华|蔡蕾艺

温州医科大学第二附属医院及玉英儿童医院骨科，中国温州325000

摘要

随机皮瓣的坏死严重阻碍了其临床应用，仍然是外科医生面临的主要挑战。五味子素B（Sch B）是一种从传统中药五味子中提取的木脂素化合物，在治疗和预防多种疾病方面具有潜在的应用前景。本研究旨在探讨五味子素B在随机皮瓣大鼠模型中的效果，并探究可能解释这些效果的内在机制。通过网络药理学分析，我们确定了五味子素B对皮瓣存活率影响的关键靶点和信号通路。体外实验表明，五味子素B显著促进了由过氧化氢（H₂O₂）诱导的人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的增殖、迁移和毛细血管形成。体内实验中，经五味子素B处理的皮瓣显示出更大的存活面积，这一点通过苏木精-伊红（H&E）染色和激光多普勒血流（LDBF）成像得到了验证。免疫组化（IHC）和Western blot分析表明，五味子素B显著降低了氧化应激和炎症，同时增强了血管生成。自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤（3MA）调节了五味子素B的效果，突显了自噬在其作用中的关键作用。此外，分子对接研究以及使用选择性小分子抑制剂T0070907（针对过氧化物酶体增殖激活受体γ（PPARG））的进一步验证表明，五味子素B激活了PPARG，从而抑制了PI3K-AKT-mTOR通路。总之，我们的结果表明，五味子素B通过PPARG介导的PI3K-AKT-mTOR通路促进自噬，从而提高皮瓣存活率，为皮肤伤口修复的新策略提供了理论参考。

引言

随机皮瓣被广泛用于重建手术，以修复由创伤、皮肤手术和糖尿病并发症引起的软组织损伤[1]，[2]。然而，外科医生面临的一个重大挑战是术后皮瓣坏死。先前的研究报告称，皮瓣的远端坏死率为10%至15%，这极大地限制了其临床应用[3]。血管功能障碍是皮瓣坏死的主要因素，它触发了一系列复杂的病理生理事件，包括细胞死亡、炎症和其他机制，最终导致不可逆的坏死[4]。缺血-再灌注（I/R）损伤发生在血管再生和再灌注之后，导致活性氧（ROS）的积累增加，进一步促进细胞死亡[5]。因此，寻找能够改善皮瓣血液供应和促进真皮层血管再生的有效药物和策略至关重要[6]。鉴于这些机制，抑制氧化应激和增强血管生成已成为提高皮瓣存活率的关键研究方向。

随着随机皮瓣使用的增加以及皮瓣坏死的频繁发生，近年来针对这一并发症的研究显著增多。先前的研究表明，适当的自噬水平可能提高皮瓣存活率[7]，[8]。自噬是一种“自我吞噬”机制，通过降解细胞质成分为细胞提供能量，在维持细胞稳态中起着重要作用。由于细胞外环境的变化，自噬降解产物可以清除受损的细胞器或错误折叠的蛋白质[9]，[10]。多项研究强调了自噬对细胞存活和生理功能的重要性[11]。上调自噬已被证明可以促进VEGF的分泌，进而增强内皮细胞的迁移和类似毛细血管的管状结构的形成，最终保护细胞免受I/R损伤[12]，[13]。因此，调节自噬流可能是提高皮瓣存活率的一个有前景的方法。

越来越多的天然化合物因其治疗皮瓣坏死的潜力而受到关注[14]。五味子素B是从五味子中提取的木脂素化合物，最常与其肝保护、神经保护和抗癌特性相关联[15]。最近的研究表明，五味子素B具有多种生物学效应，如抗炎、抗氧化和对内皮细胞的保护作用[16]，[17]。在心血管方面，五味子素B已被证明可以通过减少氧化应激来防止I/R损伤和多柔比星引起的心脏毒性[18]，[19]。此外，五味子素B在多种病理条件下可以诱导自噬，从而在肝损伤、帕金森病和胃癌等疾病中提供保护作用[20]，[21]，[22]。尽管五味子素B具有这些有希望的功能，但其调节自噬和增强皮瓣存活率的具体靶点和机制仍不完全清楚。因此，这一领域需要进一步严格的科学研究。

在这项研究中，我们进行了细胞和动物实验，以探讨五味子素B是否能够提高随机皮瓣的存活率，并阐明其在诱导自噬中的作用。具体而言，我们的主要目标是探索五味子素B在调节自噬中的作用及其对皮瓣存活率的影响。首先，我们使用网络药理学方法揭示了五味子素B在治疗随机皮瓣中的潜在靶点和治疗机制。体外实验中，使用H₂O₂作为诱导剂来模拟缺血皮瓣中的氧化应激，并评估了五味子素B对H₂O₂诱导的内皮细胞氧化损伤的保护作用。体内实验中，我们评估了五味子素B治疗皮瓣损伤的效果，及其对皮瓣存活率、自噬相关氧化应激、炎症和血管生成的影响。为了进一步验证这些发现，我们使用了特定的药理学靶点抑制剂。我们的结果表明，五味子素B通过激活PPARG来抑制PI3K-AKT-mTOR通路，增强自噬的发生，从而促进随机皮瓣的存活。这项研究为使用五味子素B治疗术后皮瓣坏死奠定了坚实的基础。

试剂

五味子素B（C₂₃H₂₈O₆，目录编号61281-37-6）、3MA（MCE#HY-19312）和T007090（MCE#HY-13202）购自MedChemExpress（美国新泽西州）。DAB显色剂、Cell Counting Kit-8（CCK-8）、戊巴比妥钠和H&E染色试剂盒来自Solarbio Biotechnology Co., Ltd.（中国北京）。5-乙炔基-2'-脱氧尿苷（EdU）和Matrix-Gel?基底膜基质（目录编号C0383）购自Beyotime Biotechnology（中国上海）。DMEM培养基和磷酸盐缓冲盐水（PBS）

网络药理学分析

利用SwissTargetPrediction数据库，我们评估了五味子素B的化学结构，并确定了56个潜在的药理学靶点。随后在GeneCards数据库中的搜索发现了5,461个与随机皮瓣相关的靶点。通过将五味子素的靶点与随机皮瓣相关的靶点进行交叉，我们确定了89个共同靶点（图1a）。进一步使用Cytoscape对这些靶点进行了分析，构建了基于这些靶点的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络

讨论

五味子长期以来被认为是一种具有双重用途的药用和食用植物，其活性成分五味子素B是一种木脂素化合物，表现出广泛的药理活性[30]。关于五味子素B的研究主要集中在其抗氧化、神经保护和抗炎作用上[31]，[32]。五味子素B在多种缺血条件下显示出治疗潜力，包括影响大脑和心脏的情况[33]，[34]。然而，

结论

本研究通过整合网络药理学和体内及体外实验验证，系统地探讨了五味子素B对随机皮瓣的作用机制。细胞实验表明，即使在H₂O₂刺激存在的情况下，五味子素B也能显著增强内皮细胞功能。在大鼠模型中，五味子素B被发现可以抑制PPARG介导的PI3K-AKT-mTOR信号通路，促进自噬流，同时减轻氧化应激和炎症，从而

CRediT作者贡献声明

杨瑾：研究、正式分析。张建雄：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、资源获取、项目管理、方法学。金阳灿：可视化、验证、监督、数据管理、概念化。高建远：研究、正式分析、数据管理、概念化。李阳波：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、资源获取、项目管理、方法学。陈华：可视化、验证、监督

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能会影响本文所述的工作。

数据可用性

本研究中使用和/或分析的数据集和材料可应相应作者的要求提供。

资助

本研究得到了浙江省医学和健康科学技术计划（编号2024KY1277）以及温州市基础科学研究项目（编号Y20240650）的资助。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能会影响本文所述的工作。

致谢

我们感谢所有审稿人、参考文献中的作者以及我们的同事在实验过程中的支持和帮助。