Fallopia dumetorum的民族药理学研究：其对人类角质形成细胞的抗炎作用及分子机制

《Journal of Ethnopharmacology》：Ethnopharmacological investigation of Fallopia dumetorum: anti-inflammatory activity and molecular mechanisms in human keratinocytes

本研究评估了Fallopia dumetorum甲醇提取物（FDME）的抗炎活性及其分子机制，发现FDME通过抑制MAPK/NF-κB/AP-1信号通路降低NO、PGE2及IL-1β、IL-6的表达，其中emodin可能起主要作用。

　　

作者名单：杨珠杜（Young-Ju Do）、素妍金（So-Yeon Kim）、叶恩赵（Ye Eun Cho）、素英赵（So-Young Cho）、秀贞李（Su-Jung Lee）、叶Won李（Ye-Won Lee）、善宇李（Seon-Woo Lee）、娜贤李（Na-Hyun Lee）、尚贤李（Sanghyun Lee）、侯正培（Ho Jung Bae）、坎达萨米·桑达拉拉詹（Kandhasamy Sowndhararajan）、沈珍朴（Se Jin Park）

韩国江原国立大学食品生物技术与环境科学系，春川24341

摘要

民族药理学相关性

Fallopia dumetorum（L.）Holub在民间医学中有着悠久的应用历史，因其潜在的药理活性而备受关注。然而，其药理作用及其与皮肤炎症相关的分子机制尚未得到科学上的阐明。

研究目的：本研究旨在评估F. dumetorum甲醇提取物（FDME）的抗炎活性，并探讨其在LPS刺激的HaCaT细胞中的潜在分子机制。

材料与方法

通过检测一氧化氮（NO）和前列腺素E₂（PGE₂）的产生情况，以及炎症介质和细胞因子的表达水平，评估了FDME在LPS刺激的HaCaT人角质形成细胞中的抗炎作用。利用Western blotting和转录分析方法研究了丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、核因子-κB（NF-κB）和激活蛋白-1（AP-1）信号通路的参与情况。通过LC–MS/MS和HPLC分析对FDME的植物化学成分进行了鉴定，并进一步验证了其主要成分的作用。

结果

FDME通过下调诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧化酶-2（COX-2）的表达，显著抑制了LPS诱导的一氧化氮和前列腺素E₂的产生。该提取物还显著减少了包括白细胞介素-6和白细胞介素-1β在内的促炎细胞因子的表达和分泌。从机制上讲，FDME抑制了MAPK信号成分（ERK、JNK和p38）的磷酸化，从而抑制了NF-κB和AP-1的激活。LC–MS/MS分析鉴定出emodin为FDME中的植物化学成分，进一步实验表明emodin可能参与了其抗炎作用。

结论

这些发现表明，FDME通过调节MAPK/NF-κB/AP-1信号通路，减轻了LPS刺激的人角质形成细胞中的炎症反应。本研究为F. dumetorum的抗炎潜力提供了初步的实验证据，有助于对其药理作用的进一步理解。

引言

皮肤作为主要的屏障器官，保护内部器官和细胞免受紫外线、有毒物质、微生物和物理刺激等外部有害因素的侵害（de Szalay和Wertz，2023；Manning等人，2022）。角质形成细胞作为表皮的主要构成细胞，在基底层增殖，并经过棘层和颗粒层的分化后成为角质细胞（Chen等人，2024；Schmitz等人，2015）。这一过程形成了角质层，该层对防止外部损伤至关重要（Pang等人，2022）。当这一屏障功能受到各种内部和外部刺激的损害时，皮肤会变得干燥，并引发炎症反应（Rehbinder等人，2019）。当促炎因子（如促炎细胞因子和炎症介质）过度表达时，会导致皮肤细胞损伤，角质形成细胞的增殖率降低，从而导致水分流失和有害物质的增加（Choudhary等人，2020；Crane等人，2021；Mercurio等人，2020；Xu等人，2015）。因此，可能会发生与炎症相关的皮肤病，如银屑病和特应性皮炎（Conti等人，2021b）。目前，免疫抑制剂和类固醇被用于治疗皮肤病，但长期使用可能会带来不良后果，包括皮肤屏障功能减弱、感染风险增加和骨质疏松（Guichard等人，2015；Hsieh等人，2024；Ren等人，2018）。因此，当前的研究趋势集中在开发具有抗炎活性且副作用最小的天然制剂上。

在能够引发皮肤炎症的各种外部刺激中，脂多糖（LPS）是一种存在于革兰氏阴性菌外膜中的强效内毒素，常用于诱导细胞和动物模型系统的炎症反应（Liu等人，2019；Wang和Zhang，2018；Fux等人，2023；Mamat等人，2015）。当Toll样受体4识别LPS时，会启动信号通路，导致丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）的磷酸化，进而激活核因子-κB（NF-κB）的转录（Chen等人，2016；Takuathung等人，2021）。此外，激活蛋白-1（AP-1）是另一种受MAPK调节的核转录因子（Zhang等人，2021）。当NF-κB和AP-1被激活时，会诱导促炎细胞因子的产生以及炎症介质的释放（Lee等人，2016）。环氧化酶-2（COX-2）和诱导型一氧化氮合酶（iNOS）是炎症期间激活的主要酶，分别负责前列腺素E₂（PGE₂）和一氧化氮（NO）的生物合成（Lee等人，2016）。NO参与免疫反应、信号转导和血管扩张，同时也在细菌清除和肿瘤抑制中发挥作用（Fionda等人，2016；Rizi等人，2017）。然而，NO的过量产生可能导致组织和神经损伤、基因突变以及血管通透性增加，从而引发水肿（Li等人，2016；Sobrevia等人，2015；Yuste等人，2015）。PGE₂在发热和疼痛传导中起关键作用（Khurana和Jachak，2016）。然而，PGE₂的过量产生可能导致炎症性疾病，如接触性皮炎和类风湿性关节炎，因此对其适当调控十分必要（Robb等人，2018；Wang等人，2016）。过度活跃的炎症会损害细胞和组织，同时促进与炎症相关的关键细胞因子（尤其是白细胞介素-1β和IL-6）的产生（Dedier等人，2023；Seno等人，2017）。IL-6参与发热诱导，并显著影响免疫调节，导致感染增加、肿瘤进展和自身免疫疾病（Brábek等人，2020；Ho等人，2015）。此外，IL-1β会改变血管通透性并激活T细胞和B细胞；但其过度表达会诱导COX-2的表达，导致炎症性疼痛、发热和慢性炎症以及肿瘤形成（Aarreberg等人，2019；Miyakawa等人，2019；Wu等人，2016）。

Fallopia dumetorum（L.）Holub属于蓼科植物，主要分布在北半球的温带地区（Park等人，2011）。Fallopia属植物传统上被用于治疗炎症性疾病（Orbán-Gyapai等人，2015），最近的研究报道了其中一些物种具有抗炎和抗特应性皮炎的作用（Liu等人，2025；Jin等人，2023；Shim等人，2024）。这些发现表明Fallopia属中的某些物种可能具有调节皮肤炎症的潜在药理活性。F. dumetorum在喜马拉雅地区传统上被用作泻药（Olaru等人，2014）。然而，关于使用植物部位、制剂和给药途径的详细信息尚未明确记录。尽管如此，一些作为泻药使用的传统草药也被报道具有抗炎活性（Tseng等人，2006），这表明这种传统用途可能与其抗炎特性有关。F.dumetorum的植物化学分析鉴定出了多种生物活性多酚化合物，包括绿原酸、咖啡酸和槲皮素（Olaru等人，2014）。先前的研究报道这些化合物具有抗炎、抗氧化和调节皮肤炎症的作用（Lim等人，2021；Tsang等人，2016；Zhang等人，2014）。尽管有一些研究探讨了F.dumetorum的抗癌潜力，但对其抗炎活性及其在皮肤炎症背景下的作用机制的研究仍然有限（Olaru等人，2015）。

因此，本研究旨在探讨F.dumetorum甲醇提取物（FDME）在LPS刺激的HaCaT细胞中的抗炎作用及其潜在的分子机制。此外，通过LC–MS/MS进行了植物化学成分分析，为F.dumetorum作为传统药用植物的药理潜力提供了初步的科学证据。

样本收集与提取程序

F. dumetorum的叶子从江原道春川市Sindong-myeon的Jeung-ri采集，并在运输过程中冷藏保存（KNUe-ME-2021-016M）。在室温下空气干燥后，使用机械研磨机（NANIL，韩国）将植物材料研磨成粉末。然后，将1公斤粉末浸泡在2升甲醇中24小时进行提取。提取液过滤后去除固体残留物。

FDME抑制LPS诱导的HaCaT细胞炎症反应

通过MTT试验评估了FDME对HaCaT细胞存活率的影响。用FDME（0–200 μg/mL）处理的细胞未表现出细胞毒性（图1A）。因此，后续实验使用了高达200 μg/mL的浓度。在LPS诱导的HaCaT细胞中评估了FDME的抗炎潜力。FDME显著降低了LPS诱导的一氧化氮产生，同时显著下调了iNOS mRNA和蛋白质的表达。

讨论

目前治疗炎症性疾病的方法，包括抗组胺药和皮质类固醇，具有显著的副作用，这凸显了开发更安全抗炎剂的必要性（Gilroy等人，2004）。尽管F. dumetorum在民间医学中有着悠久的应用历史，但其药理特性尚未得到系统研究。本研究在LPS刺激的HaCaT角质形成细胞模型中评估了FDME的抗炎活性，结果表明

结论

本研究结果表明，FDME通过调节MAPK/NF-κB和AP-1信号通路，减轻了LPS处理后的HaCaT细胞炎症。据我们所知，这是首次在提取物水平上证明F. dumetorum具有抗炎活性的实验证据。这些发现扩展了人们对这一传统药用植物的药理认识。

手稿准备过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备本工作时，作者使用了ChatGPT进行语言翻译和语法编辑。使用该工具/服务后，作者根据需要审查和修改了内容，并对发表文章的内容负全责。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文工作的利益冲突。

作者贡献声明

素妍金（So-Yeon Kim）：验证、方法学、研究。坎达萨米·桑达拉拉詹（Kandhasamy Sowndhararajan）：写作 – 审稿与编辑。沈珍朴（Se Jin Park）：写作 – 审稿与编辑、监督、概念构思。杨珠杜（Young-Ju Do）：写作 – 初稿撰写、验证、研究、数据分析。尚贤李（Sanghyun Lee）：数据可视化、方法学。侯正培（Ho Jung Bae）：验证、方法学。善宇李（Seon-Woo Lee）：验证、数据分析。娜贤李（Na-Hyun Lee）：数据可视化、验证。秀贞李（Su-Jung Lee）：方法学、数据分析。叶Won李（Ye-Won Lee）：验证

未引用参考文献

Lee等人，2016；Liu等人，2019。

资助

本研究得到了韩国国家研究基金会（NRF）的资助（由韩国政府MSIT提供，项目编号RS-2023-00242836），以及韩国教育部资助的基础科学研究计划（项目编号RS-2021-NR060130），还有通过韩国教育部和江原省政府支持的江原RISE中心实施的区域创新系统与教育（RISE）计划（项目编号2025-RISE-10-002）的资助。

利益冲突声明

作者声明没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。