黄连解毒汤对Caspase-11诱导的细胞凋亡和NLRP3炎症小体的双重抑制作用：一种用于脓毒症管理的多药策略

《Phytomedicine》：Dual Inhibition of Caspase-11 Pyroptosis and NLRP3 Inflammasome by Huanglian Jiedu Decoction: A Polypharmacological Strategy for Sepsis Management

陈玉婷|于可|倪梦璐|张玉柔|刘云农|徐玉斌|庞丽健|陈贵荣

摘要

背景

败血症是全球19.7%死亡病例的诱因，其特征是由脂多糖（LPS）引发的半胱天冬酶-11（caspase-11）介导的细胞凋亡（pyroptosis）。黄连解毒汤（HLJDD）是一种含有黄连（Coptis chinensis）及相关草药的传统中药方剂，已被证明具有抗炎作用，但其调控半胱天冬酶-11的分子靶点尚未明确。

目的

本研究旨在从机制层面解析HLJDD对半胱天冬酶-11信号通路和细胞凋亡途径的多靶点作用，将传统的中医解毒原理与现代炎症小体生物学相结合。

方法

采用了三种综合策略：（1）通过LC-MS/MS和MALDI-MSI进行药代动力学分析，确定生物活性成分及其在器官中的分布；（2）使用UHPLC-QTOF-MS对成分进行定性分析；（3）通过生物层干涉测量法和100纳秒分子动力学模拟量化半胱天冬酶-11的结合情况；（4）将LPS诱导的败血症小鼠（12 mg/kg）给予HLJDD（1.048–4.192 g/kg），进行细胞因子分析（ELISA）、组织病理学研究以及NLRP3/ASC/半胱天冬酶-1通路的免疫印迹实验。网络药理学分析了1,962个共有靶点。

结果

HLJDD表现出剂量依赖性的疗效：IL-1β水平降低33.8%，IL-18水平抑制41.2%（P<0.001），并完全抑制了GSDMD的切割。小檗碱（berberine）主要通过Tyr208/Leu209相互作用与半胱天冬酶-11结合，而栀子苷（geniposide）则调节HMGB1的释放（下调43.8%）。同时观察到NLRP3-ASC复合物的解体（减少31.8%）以及肝脏保护作用（水肿评分从4.2降至1.7），证实了其多器官协同效应。

结论

HLJDD的治疗机制包括直接抑制半胱天冬酶-11和破坏NLRP3炎症小体，从而同步阻断细胞凋亡的启动和细胞因子的释放。该方剂的植物化学成分组合（小檗碱-黄芩苷-栀子苷）体现了功能互补性，其效果优于单一靶点药物。这些发现验证了中医“清热解毒”理念在精准治疗败血症方面的潜力，为这一传统医学理论提供了分子证据。