CISACN加合物在LPS诱导小鼠模型中的抗炎潜力

《Inflammopharmacology》:Anti-inflammatory potential of the CISACN adduct in LPS-induced murine models

【字体: 时间:2026年06月03日 来源:Inflammopharmacology 5.3

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  急性肺损伤(acute lung injury,ALI)的特征是严重炎症反应,可引发肺水肿、肺顺应性下降以及低氧性呼吸衰竭。迄今,该疾病尚无有效的标准药物治疗。近期研究表明,Morita-Baylis–Hillman加合物(MBHA)CISACN在哮喘和变应性

  
急性肺损伤(acute lung injury,ALI)的特征是严重炎症反应,可引发肺水肿、肺顺应性下降以及低氧性呼吸衰竭。迄今,该疾病尚无有效的标准药物治疗。近期研究表明,Morita-Baylis–Hillman加合物(MBHA)CISACN在哮喘和变应性鼻炎模型中具有抗炎活性,同时还具有抗肿瘤和抗疟作用。该化合物还表现出低毒性、低细胞毒性以及良好的口服可利用性。因此,本研究旨在考察CISACN加合物在脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的ALI模型中的抗炎活性。研究人员通过鼻内滴注LPS对BALB/c小鼠进行刺激,并口服给予CISACN(6.25、12.5或25 mg/kg)。24 h后,收集支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)、血清和肺组织。CISACN处理,尤其是12.5 mg/kg剂量,可显著减轻肺部炎症,其证据包括细胞迁移减少、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)和白细胞介素-6(IL-6)水平下降,以及BALF中蛋白渗出减少。此外,该处理还降低了血清TNF-α水平,并减轻了肺组织病理学改变,如水肿、炎性细胞浸润和出血。CISACN的抗炎作用与其对TLR4/p38 MAPK分子的较高能量和亲和力有关,这一点通过计算机模拟(in silico)方法得到提示,并经体外分析证实,后者显示其可抑制p38 MAPK活性。因此,本研究强调了CISACN通过抑制关键炎症通路而发挥的抗炎潜力,并将其确定为治疗炎症过程的潜在候选药物。
该论文发表于《Inflammopharmacology》,围绕Morita-Baylis–Hillman加合物(MBHA)CISACN在急性肺损伤(acute lung injury,ALI)中的抗炎作用展开。ALI及其更严重形式急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是以剧烈肺部炎症、肺泡-毛细血管屏障破坏、肺水肿、炎性细胞浸润及低氧性呼吸衰竭为特征的临床综合征。当前ALI/ARDS病死率较高,且缺乏公认有效的标准药物治疗方案,因此开发能够抑制关键炎症级联反应的新型候选分子具有重要现实意义。LPS诱导的小鼠ALI模型是研究该类疾病炎症机制及药物干预效应的经典实验体系。LPS可激活Toll样受体4(TLR4)/CD14/MD2复合体,继而启动MyD88依赖性胞内信号转导,促进p38、ERK1/2、JNK丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)及核因子κB(NF-κB)活化,诱导多种促炎细胞因子表达,从而加重肺组织损伤。基于既往研究已证实CISACN具有抗炎、抗肿瘤、抗疟及较低毒性等特征,研究人员据此评估其在LPS诱导ALI中的保护作用及可能机制。

为开展本研究,研究人员首先合成CISACN,并建立BALB/c雄性小鼠LPS鼻内滴注诱导的ALI模型,随后采用口服灌胃给予不同剂量CISACN。24 h后收集BALF、血清及肺组织,通过BALF总细胞与分类细胞计数、ELISA细胞因子检测、BALF总蛋白测定、肺湿/干重比(W/D)评估及肺组织H&E染色和病理评分分析炎症与组织损伤;并结合分子对接(molecular docking)评价CISACN与TLR4、p38 MAPK、ERK2、NF-κB等靶点的结合;进一步在小鼠RAW 264.7巨噬细胞系中,通过MTT、Griess法和流式细胞术检测亚硝酸盐生成及磷酸化p38(p-p38)表达,以验证相关机制。

研究结果部分可概括如下。

Effect of CISACN on inflammatory cells and mediators
研究人员首先评估了CISACN对LPS诱导肺部炎症细胞募集的影响。结果显示,LPS刺激后,BALF中总炎症细胞显著升高;CISACN在12.5 mg/kg和25 mg/kg剂量下均可明显降低炎症细胞迁移,提示其具备抑制肺部炎症细胞浸润的作用。基于效果表现,后续研究主要选择12.5 mg/kg剂量。分类计数进一步表明,LPS诱导后肺泡周围以中性粒细胞和单个核细胞增多为主,而CISACN主要降低中性粒细胞迁移,对单个核细胞影响相对有限。这一结果说明其对ALI关键效应细胞——中性粒细胞浸润具有较强抑制作用。
在炎症介质方面,LPS显著升高BALF中的IL-6、IL-1β和TNF-α水平,而CISACN处理后上述促炎细胞因子均明显下降。血清检测显示,LPS主要引起TNF-α升高,CISACN可显著降低其血清水平。整体来看,CISACN既可抑制局部肺部炎症因子释放,也对部分系统性炎症反应具有缓解作用。

Effect of CISACN on lung tissue
为明确CISACN是否能够改善肺组织损伤,研究人员检测了BALF蛋白含量、肺W/D比以及组织病理学变化。结果表明,LPS导致BALF总蛋白升高,提示肺泡-毛细血管屏障通透性增加;CISACN显著降低BALF蛋白水平,说明其可减轻蛋白渗出。与此同时,LPS显著增加肺W/D比,反映肺水肿加重,而CISACN处理后W/D比明显下降,表明其具有抗水肿效应。
组织学上,基础对照组肺结构完整;LPS组则出现明显炎性细胞浸润、肺泡壁增厚、肺泡水肿、透明膜形成及出血。CISACN处理后,这些病理改变均得到缓解,包括炎症细胞浸润减少、水肿减轻、出血改善及弥漫性肺泡损伤下降。病理评分结果与显微镜观察一致,进一步证明CISACN可有效减轻LPS诱导的肺组织炎症损伤。

Effect of CISACN on RAW 264.7 cells
为验证其细胞水平活性与安全性,研究人员在RAW 264.7小鼠巨噬细胞中进行了体外实验。结果显示,CISACN在5、10和20 μM浓度下,无论是否与LPS共同作用,均不影响细胞活力,提示在实验条件下无明显细胞毒性。与此同时,CISACN单独处理不诱导亚硝酸盐生成,说明其本身不会触发炎症样激活。
在LPS诱导条件下,无论预处理还是后处理,CISACN均能显著降低LPS诱导的一氧化氮代谢终产物亚硝酸盐水平,提示其可抑制巨噬细胞炎症反应。这些结果从体外层面支持了其抗炎性质,并排除了“以细胞毒性造成炎症下降”的可能解释。

Flow cytometry to p-p38 MAPK
针对机制,研究人员采用流式细胞术检测p-p38 MAPK表达。结果显示,LPS刺激显著提高RAW 264.7细胞中p-p38的平均荧光强度(MFI),提示p38 MAPK通路被激活。CISACN无论在预处理还是后处理条件下,均可在5或10 μM浓度显著降低p-p38的MFI,而对p-p38阳性细胞比例无明显影响。这说明CISACN主要降低的是p38 MAPK磷酸化激活程度,而非简单改变阳性细胞数量。由此可见,CISACN对p38 MAPK信号轴具有明确抑制效应。

Molecular docking
分子对接分析进一步从计算层面支持了上述发现。研究人员比较了CISACN与TLR4、p38 MAPK、ERK2 MAPK及NF-κB p65等炎症相关靶点的结合情况。结果提示,CISACN与TLR4及p38 MAPK具有较高结合能和亲和力,且优于地塞米松。结合体内与体外结果,研究支持CISACN可能通过干预TLR4/p38 MAPK炎症信号通路发挥作用。虽然该机制尚缺乏基因敲除、siRNA或特异性抑制剂等更强因果性验证,但现有多层次证据已提示p38 MAPK是其重要作用节点。

讨论部分指出,ALI的核心病理事件包括中性粒细胞大量募集、促炎细胞因子瀑布样释放、肺泡上皮与内皮屏障受损以及肺水肿和出血等弥漫性肺泡损伤。CISACN在本研究中同时改善了细胞迁移、细胞因子释放、蛋白渗出、肺水肿和组织学损伤,显示出较完整的肺保护效应。研究还将既往关于相似MBHA化合物及CISACN在其他炎症模型中的结果与本研究相联系,说明该类化合物可能具有一定的抗炎机制共性,即通过调控TLR4/p38 MAPK及其下游炎症网络发挥效应。文章同时指出局限性,包括仅采用BALB/c小鼠、单一观察时间点、剂量反应关系不完整、缺乏更深入机制确证以及未进行药代动力学(ADME)研究等,但作者认为体内、体外与计算模拟结果的一致性增强了研究结论的可信度。

研究结论部分可译为:本研究表明,CISACN在LPS诱导的急性肺损伤模型中具有显著抗炎活性。该化合物可降低炎症细胞迁移,减少BALF中TNF-α、IL-1β和IL-6水平,降低蛋白渗出、肺水肿及组织病理学损伤,并下调血清TNF-α。其抗炎作用与对TLR4/p38 MAPK相关炎症通路的调控有关,且体外实验进一步证实其可抑制p38 MAPK活性。综合来看,CISACN是一个具有前景的抗炎候选分子,为炎症性疾病特别是急性肺损伤的治疗研究提供了新的药理学依据。
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