《Phytomedicine》：Huangqi Guizhi Wuwu Decoction attenuates bleomycin-induced pulmonary fibrosis
via modulating TGF-β/Smad and cell-cycle: integrated transcriptomics, network pharmacology and experimental validation
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黄耆桂枝五物汤通过抑制TGF-β/Smad通路、逆转EMT、调节肺免疫微环境及调控细胞周期，减轻博来霉素诱导的小鼠肺纤维化，且安全性良好，为中药治疗肺纤维化提供新策略。
白园梅|李佩琳|甘彩玲|薛泰雄|刘洪耀|谢玉婷|王豆豆|魏群|邓聪辉|张露露|叶婷虹
四川省人民医院西部医学中心高原医学研究所呼吸与重症监护医学科，生物治疗国家重点实验室，成都，610041，中国
摘要
背景
：肺纤维化（PF）是一种进行性的间质性肺疾病，药物治疗选择有限且常伴有不良反应，因此亟需从传统医药中寻找更安全的多靶点治疗方案。
目的
：探讨黄芪桂枝五物汤（HGD）是否能够缓解肺纤维化，并阐明其作用机制。
研究设计
：结合了体内博来霉素（BLM）诱导的小鼠肺纤维化模型（预防性和治疗性方案）以及体外TGF-β1驱动的实验，涉及人类肺成纤维细胞（HPFs）、NIH/3T3细胞和A549上皮细胞；尼达尼布作为阳性对照。
方法
：评估肺组织病理学（H&E染色、Masson染色）、胶原沉积、成纤维细胞活化及上皮-间充质转化（EMT）标志物；量化TGF-β/Smad信号通路（p-Smad2/3）并分析肺免疫细胞亚群（巨噬细胞、树突状细胞、MDSCs）；对TGF-β1刺激的NIH/3T3细胞进行RNA测序，并通过网络药理学分析确定关键通路和靶点，随后进行免疫印迹实验和功能验证。
结果
：HGD减轻了博来霉素引起的肺损伤和胶原沉积，抑制了成纤维细胞活化，逆转了上皮-间充质转化，并减少了肺组织中的巨噬细胞、树突状细胞和MDSCs数量；HGD降低了肺组织和成纤维细胞中的p-Smad2/3水平。转录组学分析及靶点网络分析显示，HGD通过调控细胞周期相关通路发挥抗纤维化作用。在测试剂量下未观察到明显毒性。
结论
：HGD在博来霉素诱导的肺纤维化中表现出多靶点抗纤维化效应，其机制可能与抑制经典TGF-β/Smad信号通路、平衡肺免疫微环境及调节细胞周期有关，为HGD作为肺纤维化辅助治疗策略提供了理论支持。
引言
肺纤维化（PF）是一种慢性间质性肺疾病，其特征为持续性炎症损伤、成纤维细胞异常活化及过度细胞外基质（ECM）沉积（Savin, Zenkova, and Sen'kova 2022; Moss, Ryter, and Rosas 2022）。特发性肺纤维化（IPF）是最常见且最严重的PF亚型，患病率约为0.033-0.045%，诊断后的中位生存期仅为2-3年（Maher et al., 2021; Raghu et al., 2011）。尽管吡非尼酮和尼达尼布已被批准用于轻度至中度IPF的治疗，但它们主要延缓功能衰退而非逆转纤维化进程，且严重的胃肠道不良反应限制了其广泛应用（Finnerty et al., 2021; Zhang 2024; Man et al., 2024）。2025年10月7日，美国食品药品监督管理局批准勃林格殷格翰公司的口服磷酸二酯酶4B抑制剂nerandomilast用于治疗成人IPF患者，但该药物尚未被广泛使用。因此，肺纤维化仍是一个重大健康问题，亟需更安全的治疗方案。
传统中医（TCM）因其多组分、多靶点和多通路特性而受到越来越多的关注。越来越多的临床实践、实验验证和基于证据的研究表明某些中药方剂具有疗效，例如用于2019冠状病毒病的清肺排毒颗粒已被证明具有抗炎、抗病毒、抗纤维化和免疫调节作用（Huang et al., 2024; Wu et al., 2022）。然而，仍存在一些研究空白，例如对不同病因引起的器官纤维化的覆盖范围不足，以及许多中药方剂的机制机制尚未完全阐明。因此，系统研究经典中药方剂对抗肺纤维化的作用具有重要意义。
黄芪桂枝五物汤（HGD）是《金匮要略》中记载的经典方剂，被列入首批国家级“经典方剂”名录。传统上用于“温阳补气、活血通络”，临床可用于糖尿病周围神经病变和心血管疾病，此外在TNF-Tg小鼠模型中还显示出改善关节炎和心肺病理的作用（Wang et al., 2022）。然而，HGD对肺纤维化的作用机制尚未得到充分研究。本研究采用博来霉素诱导的小鼠模型（预防性和治疗性方案）以及TGF-β1驱动的细胞实验，评估HGD的抗纤维化效果并阐明其作用机制。通过转录组学和网络药理学分析，我们重点关注TGF-β1/Smad信号通路、上皮-间充质转化（EMT）、免疫微环境重塑及细胞周期调节因子，以尼达尼布作为阳性对照。本研究旨在为HGD作为肺纤维化辅助治疗策略提供机制学和临床前证据。
草药材料与制备
HGD由以下草药组成：膜荚黄芪（Astragalus membranaceus）Fisch. ex Bunge（18克）、肉桂（Cinnamomum cassia）（L.）J. Presl（18克）、乳白芍（Paeonia lactiflora）Pall（18克）、枣（Ziziphus jujuba）Mill（36克）和姜（Zingiber officinale）Roscoe（8克）。将草药浸泡在超纯水中（720毫升）过夜，煮沸后采用回流浓缩法煎煮1小时；提取液通过纱布过滤（第一次煎液）。第二次用540毫升水煎煮1小时并过滤。合并两次煎液后进行浓缩。
HGD中的化学成分鉴定
HGD源自中医经典方剂《金匮要略》，是中医药研究中重要的方剂之一。HGD具有相应的质量标准和规范（表2），其活性成分的含量符合中药药典及当地法律法规的要求，确保了成分的稳定性。例如，活性成分黄芪甲苷的含量符合相关标准。
讨论
主要发现：肺纤维化是一种慢性、进行性的间质性肺疾病，常导致纤维化瘢痕形成和呼吸衰竭（Chen and Zhu 2024）。其核心病理机制包括肺泡上皮细胞（AECs）的损伤修复失调和成纤维细胞/肌成纤维细胞的异常活化，最终导致上皮-间充质转化（EMT）、ECM沉积及肺结构异常（Lei et al., 2025）。本研究表明，HGD在预防性和治疗性方案中均能缓解博来霉素诱导的肺纤维化。
结论
通过结合体内预防/治疗性博来霉素模型与体外成纤维细胞和上皮细胞实验，并结合转录组学和网络药理学分析，我们证实HGD具有多靶点抗纤维化作用，表现为抑制成纤维细胞活化、减少ECM沉积、逆转上皮-间充质转化、平衡肺免疫细胞亚群以及抑制TGF-β1/Smad信号通路。这些发现为HGD作为肺纤维化辅助治疗策略提供了科学依据。
作者贡献声明
白园梅：负责撰写初稿、研究设计、概念构思、数据可视化、验证、正式分析、数据整理及实验操作。
李佩琳：负责撰写初稿、研究设计、概念构思、数据可视化、验证、正式分析、数据整理及实验操作。
甘彩玲：负责撰写初稿、研究设计、概念构思、数据可视化、验证、正式分析、数据整理、实验操作及资金筹集。
Raghu, Wang et al., 2023
CRediT作者贡献声明
白园梅：负责撰写初稿、数据可视化、验证、研究设计、正式分析、数据整理及概念构思。
李佩琳：负责撰写初稿、数据可视化、验证、研究设计、正式分析、数据整理及概念构思。
负责撰写初稿、数据可视化、验证、资金筹集、正式分析及数据整理、概念构思。
薛泰雄：负责数据验证、软件应用及方法学设计。
刘洪耀：负责数据可视化。
利益冲突声明
作者声明与本研究、作者身份及论文发表无关的潜在利益冲突。
致谢
本研究得到了非传染性疾病国家科技重大项目（2024ZD0528603）、四川省科学技术厅（2025ZNSFSC1538）以及四川省人民医院博士后研究基金（2025HXBH008）的支持。
