《Phytomedicine》：Platycodin D alleviates idiopathic pulmonary fibrosis by targeting PPP2R1A and regulating the PP2A-mediated PI3K/Akt pathway to inhibit fibroblast transdifferentiation
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PD通过靶向PPP2R1A激活PP2A抑制PI3K/Akt通路，有效抑制肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，减轻IPF小鼠肺损伤和炎症氧化应激。
龚佳宁|崔赞|刘圆圆|孟玲琦|王毅|史佳|秦志勇|陈光|常安
中国锦州121000，锦州医科大学第一附属医院重症监护室
摘要
背景
特发性肺纤维化（IPF）的发病机制是肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转分化的过程，这是疾病进展的关键步骤。本研究旨在探讨传统中药中的 platycodin D（PD）是否能够抑制这一过程。研究结果表明，PD 能够减轻肺损伤、降低炎症和氧化应激，并在体内和体外模型中显著抑制肌成纤维细胞的生成。
目的
明确 PD 抑制肌成纤维细胞生成和激活的潜力，这对缓解 IPF 具有重要意义；同时探索相关的靶点和分子机制。
方法
利用 IPF 模型评估 PD 对炎症、氧化应激以及成纤维细胞向肌成纤维细胞转分化的作用。通过转录组分析和 Lip-SMap 技术确定核心靶点和机制。进一步通过分子对接、分子动力学模拟、细胞热位移测定（CETSA）、表面等离子共振（SPR）和功能恢复实验验证 PD 的直接靶点及其抗 IPF 作用机制。
结果
研究发现，PD 能够减轻小鼠的肺损伤，抑制全身和肺部炎症，降低氧化应激，并显著抑制成纤维细胞的转分化。整合转录组分析和 Lip-SMap 结果表明，PPP2R1A 是调节 PI3K/Akt 通路的关键靶点，这为 PD 的抗 IPF 作用提供了机制基础。后续的分子对接、分子动力学模拟、CETSA 和 SPR 实验进一步证实了 PPP2R1A 是 PD 的直接靶点。小干扰 RNA 敲低实验和功能恢复实验表明，PD 与 PPP2R1A 结合，稳定并激活蛋白磷酸酶 2A（PP2A），从而抑制 PI3K/Akt 信号通路。这种抑制可能是 PD 阻止肌成纤维细胞转分化的机制。
结论
PD 可能通过直接作用于 PPP2R1A 来稳定和激活 PP2A，从而部分抑制 PI3K/Akt 信号通路，进而抑制肌成纤维细胞的转分化，缓解 IPF。
引言
特发性肺纤维化（IPF）是一种慢性、进行性且致命的间质性肺疾病。该病的病理特征主要包括肺泡上皮细胞损伤、成纤维细胞异常激活以及细胞外基质（ECM）过度沉积。最终导致肺组织结构破坏，功能丧失（Richeldi 等，2017；Shen 等，2025；Strykowski 和 Adegunsoye，2023；Wang 等，2025c）。尽管针对 IPF 的治疗策略已取得了一些进展（如使用尼达尼布和吡非尼酮），但患者预后仍不理想，5 年生存率低于 50%（Karampitsakos 等，2023；Raghu 等，2022）。因此，深入研究 IPF 的发病机制并寻找新的靶向治疗药物具有临床意义。
成纤维细胞在组织修复和重塑中起关键作用，但它们会异常转化为肌成纤维细胞，这是推动 IPF 发展的重要因素（Xiao 等，2016）。这一过程伴随着 α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）表达上调、胶原分泌增加以及迁移能力增强（Han 等，2023）。然而，调控成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的分子网络尚未完全阐明。研究表明，PI3K/Akt 信号通路因在调节细胞增殖、迁移、代谢和存活中的核心作用，成为抗纤维化治疗的重要靶点（Deng 等，2024；Yue 等，2024）。该通路的异常激活会促进成纤维细胞的增殖和分化，同时通过调节 mTOR 和 HIF-1α 等下游因子加剧炎症反应和氧化应激，从而加速纤维化进程（Lin 等，2024；Tu 等，2024a；Wang 等，2025b）。
蛋白磷酸酶 2A（PP2A）是真核细胞中最关键的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶之一，在细胞信号传导、细胞周期和凋亡等重要生物过程中起关键作用。PP2A 的活性由结构亚基、催化亚基和可变调节亚基的相互作用决定（Nader 等，2019）。其中，PPP2R1A 是核心调节亚基，动态调节 PP2A 的底物特异性和亚细胞定位。该亚基与整个酶复合体精确结合，维持下游信号通路的稳态（Xiao 等，2020）。先前的研究表明，PPP2R1A 作为 PP2A 异三聚体复合体的支架亚基，介导催化亚基 PPP2CA 和调节亚基 B 的组装。其构象变化或表达降低会直接影响 PP2A 复合体的稳定性和底物特异性（Chen 等，2021b；Jayashankar 等，2025）。多项研究表明，PPP2R1A–PP2A 轴在肿瘤、神经退行性疾病和自身免疫性疾病等多种病理状态下起关键作用（Dai 等，2025；Miron 等，2019；Yen 等，2021）。在纤维化疾病中，PP2A 活性的失衡会促进成纤维细胞的过度增殖和异常分化，从而加剧 ECM 的沉积（Han 等，2022）。此外，PP2A 可通过去磷酸化负调节 PI3K/Akt 通路，从而阻断其促纤维化信号，发挥内源性抗纤维化作用（Wang 等，2025d）。因此，通过靶向和重塑 PPP2R1A–PP2A 功能来调节 PI3K/Akt 通路是治疗纤维化的一种有前景的方法。
传统中药在预防和治疗肺纤维化方面具有独特优势，因其多组分、多靶点的作用机制和较小的毒性副作用（Huang 等，2022；Jia 等，2024；Liu 等，2025a）。Platycodin D（PD）是甘草（Glycyrrhiza uralensis）中含量最丰富的三萜皂苷，具有广泛的药理活性，包括抗炎、抗氧化、抗肿瘤和抗纤维化作用（Chen 等，2025；Lian 等，2024；Xie 等，2023）。先前的研究表明，PD 在改善纤维化方面特别有效。该化合物通过抑制 TGF-β1 介导的 ECM 重塑来改善氨诱导的肺纤维化（Hou 等，2021）。此外，PD 还能逆转自发性高血压大鼠的病理性心肌肥厚和纤维化，通过调节 JNK/c-JUN 信号通路激活肝星形细胞（Liu 等，2020）。然而，PD 通过 PPP2A–PPP2R1A 轴调节 PI3K/Akt 通路的潜力及其对肺成纤维细胞转分化的作用，以及其在逆转 IPF 过程中的作用尚未得到充分研究。
本研究提出假设：PD 可以直接与 PPP2R1A 结合并稳定其活性，恢复 PP2A 的酶活性，从而抑制过度磷酸化的 PI3K/Akt 信号通路，进而抑制肺成纤维细胞的转分化并延缓 IPF 的进展。为了验证这一假设，采用了体外实验、体内模型、基因干预和分子生物学技术等综合方法，系统分析了新发现的信号通路“PD–PPP2R1A–PP2A–PI3K/Akt–FMT”在 IPF 中的调控机制。本研究旨在识别抗 IPF 效应的新靶点和机制，为开发基于 PP2A 的精准抗纤维化治疗策略提供理论基础和实验依据。
试剂
Platycodin D（CAS 号 58479-68-8）的化学结构如图 1A 所示。Platycodin D 由成都普飞德生物科技有限公司（中国成都）提供，纯度≥98%（通过高效液相色谱法测定）。博莱霉素（BLM）由 Macklin Biochemical Technologies, Inc.（中国长沙）提供。重组小鼠 TGF-β1 蛋白由 R&D Systems bio-techne 提供。Masson、Sirius red 染色试剂盒和 Cell Counting Kit-8 也由该公司提供。
PD 缓解 IPF 小鼠的肺损伤
实验设计概述见图 1B。在鼻内注射 BLM 的当天，我们开始每周监测小鼠的体重。未接受 PD 注射的 IPF 小鼠体重呈下降趋势，而接受 PD 干预的小鼠体重下降幅度明显减轻（图 1C-D）。随后，在对小鼠实施安乐死后，我们立即进行了相关操作。
讨论
IPF 是一种以进行性肺实质纤维化和呼吸衰竭为特征的慢性疾病。该病的发病机制复杂，涉及持续的炎症反应、成纤维细胞异常激活和转分化以及 ECM 过度沉积。目前治疗选择有限，因此迫切需要探索新的靶点和有效药物。本研究的结果系统地证实了这一点。
作者贡献声明
龚佳宁：撰写-审稿与编辑、原始稿撰写、方法学设计、数据管理。崔赞：方法学设计、实验实施、资金获取。刘圆圆：原始稿撰写、数据可视化、结果验证、方法学设计。孟玲琦：方法学设计、软件应用、实验监督、资源协调。王毅：方法学设计、软件应用。史佳：数据可视化、资源管理、实验协助。秦志勇：数据管理、软件应用、方法学设计。陈光：结果验证、实验设计、软件应用、论文格式化。
资助
本研究得到了辽宁省自然科学基金（项目编号 2024-BS-243、2025-BSLH-122）和锦州医科大学青年科技人才支持计划（项目编号 JYQT202405）的财政支持。
数据和材料的获取
本研究的核心数据包含在论文中。如需更多信息，可提出合理请求。
伦理审批和参与者同意
动物实验获得了动物伦理委员会的批准（批准编号：250179-5），所有研究均遵循《巴塞尔宣言》进行。
作者署名声明
所有作者声明在本研究中不存在财务利益冲突或出版利益冲突。
CRediT 作者贡献声明
龚佳宁：撰写-审稿与编辑、原始稿撰写、方法学设计、数据管理。崔赞：方法学设计、实验实施、资金获取。刘圆圆：原始稿撰写、数据可视化、结果验证、方法学设计。孟玲琦：实验监督、软件应用、资源协调、方法学设计。王毅：软件应用、方法学设计。史佳：数据可视化、软件应用、实验协助。秦志勇：数据管理、软件应用、方法学设计。陈光：结果验证、软件应用、方法学设计、论文格式化。利益冲突声明
作者声明在本研究中不存在可能影响研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
作者感谢锦州医科大学药学院提供的实验场所，以及锦州医科大学第一附属医院提供的设备支持。感谢南京基因先锋生物技术有限公司在 SPR 方面的技术支持，也感谢上海应用蛋白质生物技术有限公司在 Lip-Smap 方面的技术支持。同时，感谢所有编辑、审稿人和作者们的辛勤工作。
