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中藥+國(guó)自然熱點(diǎn)“泛凋亡”就這么華麗的登上了Nature子刊!

更新時(shí)間:2024-10-31      點(diǎn)擊次數(shù):74

泛凋亡(PANoptosis)是程序性細(xì)胞死亡的特殊形式,是引起多種炎癥性疾病的關(guān)鍵機(jī)制。PANoptosome是泛凋亡的分子平臺(tái),其組裝觸發(fā)了這些死亡信號(hào)的激活,成為有前途的治療靶點(diǎn)。盡管PANoptosome組裝的上游因子及泛凋亡機(jī)制尚未wan全揭示,但靶向泛凋亡為炎癥性疾病提供了有前景的治療策略,因此亟需識(shí)別有效的泛凋亡抑制劑。


黃芩苷(Baicalin)是從黃芩提取的活性黃酮,長(zhǎng)期用于清熱解毒的傳統(tǒng)藥物,且在新冠病毒治療中顯示出潛力。其藥理活性廣泛,包括抗腫瘤、抗菌、抗抑郁、抗炎、抗氧化及保肝等,通過多條信號(hào)通路發(fā)揮作用。黃芩苷能夠調(diào)節(jié)多種病理模型中的細(xì)胞凋亡,抑制GSDMD介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡,并通過減少CASP3/GSDME信號(hào)和p-MLKL寡聚化來抑制壞死性凋亡。黃芩苷對(duì)凋亡、繼發(fā)性壞死、焦亡及壞死性凋亡有抑制效果,從而減輕炎癥反應(yīng)。然而,黃芩苷是否能抑制泛凋亡仍不明確,而泛凋亡在細(xì)胞因子風(fēng)暴相關(guān)疾病中至關(guān)重要。


本研究探討了黃芩苷對(duì)5Z-7-oxozeaenol(OXO,TAK1抑制劑)聯(lián)合LPS或TNF-α誘導(dǎo)的泛凋亡的影響。相關(guān)研究由暨南大學(xué)于2024年9月2日發(fā)表于Nature旗下的藥理學(xué)領(lǐng)域期刊Acta Pharmacologica Sinica(IF = 7.2)。


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1. 黃芩苷抑制巨噬細(xì)胞泛凋亡細(xì)胞死亡


研究者旨在探討黃芩苷對(duì)巨噬細(xì)胞中泛凋亡細(xì)胞死亡的影響。巨噬細(xì)胞被選為模型細(xì)胞,因?yàn)樗鼈冊(cè)趹?yīng)對(duì)各種細(xì)胞死亡形式中扮演關(guān)鍵角色,包括凋亡、焦亡和壞死性凋亡。實(shí)驗(yàn)通過聯(lián)合處理來誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的泛凋亡。具體實(shí)驗(yàn)思路如下:


1. 準(zhǔn)備細(xì)胞模型:原代巨噬細(xì)胞(BMDMs)或J774A.1細(xì)胞系在不同濃度的黃芩苷存在下,進(jìn)行了5Z-7-oxozeaenol(OXO,TAK1 抑制劑)和TNF-α的處理。


2. 檢測(cè)細(xì)胞死亡:使用碘化丙啶PI染色法和乳酸脫氫酶LDH釋放分析評(píng)估細(xì)胞的裂解性死亡,通過對(duì)比不同濃度的黃芩苷效果,確定其對(duì)細(xì)胞活力的影響。在濃度低于400 µM的條件下,黃芩苷對(duì)細(xì)胞活力無顯著影響。


3. 劑量反應(yīng)研究:選定50、100和200 µM的黃芩苷進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn),觀察其對(duì)OXO和TNF-α誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡的抑制作用,結(jié)果表明黃芩苷在劑量依賴性地降低PI陽性細(xì)胞比例和LDH釋放。


4. 信號(hào)通路分析:通過Western blotting檢測(cè)泛凋亡信號(hào)通路的激活情況,分析焦亡、凋亡和壞死信號(hào)分子的表達(dá)。結(jié)果顯示黃芩苷能有效降低這些信號(hào)的激活,進(jìn)一步證實(shí)了該化合物對(duì)泛凋亡的抑制作用。


5. LPS(大腸桿菌O111:B4、L4391)模型驗(yàn)證:為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性,實(shí)驗(yàn)還在OXO和LPS共處理的細(xì)胞模型中重復(fù)了上述步驟,確認(rèn)黃芩苷對(duì)泛凋亡的抑制效果一致。


總之,結(jié)果支持黃芩苷通過抑制多個(gè)細(xì)胞死亡信號(hào)的通路,減輕了巨噬細(xì)胞中的泛凋亡現(xiàn)象。這為進(jìn)一步探討黃芩苷在防治相關(guān)炎癥性疾病中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。


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圖1 黃芩苷抑制骨髓源性巨噬細(xì)胞泛凋亡(圖源[1])





2. 黃芩苷不依賴NLRP3或caspase-1抑制泛凋亡


先前研究發(fā)現(xiàn),黃芩苷能夠通過調(diào)節(jié)NLRP3磷酸化抑制NLRP3介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡,因此,研究者希望進(jìn)一步了解黃芩苷對(duì)泛凋亡的抑制機(jī)制。研究者接著探討黃芩苷對(duì)泛凋亡細(xì)胞死亡的抑制作用是否依賴于NLRP3或Caspase-1的表達(dá)。具體實(shí)驗(yàn)思路如下:


1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)


使用兩種類型的巨噬細(xì)胞:野生型(WT)BMDMs和基因敲除(Nlrp3-/-和Casp1-/-)BMDMs。


采用OXO和TNF-α組合處理這些細(xì)胞,以誘導(dǎo)泛凋亡的發(fā)生。使用PI染色法檢測(cè)細(xì)胞裂解性死亡,比較在不同細(xì)胞類型中,黃芩苷的抑制效果。


2. 結(jié)果分析:


無論是使用Nlrp3-/-細(xì)胞還是Casp1-/-細(xì)胞,OXO+TNF-α誘導(dǎo)的裂解性細(xì)胞死亡水平均相似,這表明泛凋亡的激活與NLRP3或CASP1的表達(dá)無關(guān)。


進(jìn)一步結(jié)果顯示,黃芩苷在兩種細(xì)胞中均顯示出相似的抑制作用。


結(jié)論:上述結(jié)果表明OXO+TNF-α誘導(dǎo)的泛凋亡并不依賴于NLRP3或Caspase-1,因此,黃芩苷對(duì)泛凋亡的抑制作用可能是通過非NLRP3/CASP1相關(guān)的其他信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)驗(yàn)展示黃芩苷的抑制機(jī)制不依賴于NLRP3或Caspase-1,為后續(xù)探索其具體作用機(jī)制提供了方向。


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圖2 黃芩苷抑制作用不依賴于NLRP3或CASP1(圖源[1])



3. 黃芩苷阻斷 ZBP1 相關(guān) PANoptosome 組裝



PANoptosome組裝涉及ASC(細(xì)胞焦亡信號(hào)成分)、CASP8(細(xì)胞凋亡信號(hào)成分)、RIPK1、RIPK3、MLKL(壞死性凋亡信號(hào)成分)和ZBP1。研究目的是確認(rèn)黃芩苷是否能影響PANoptosome的組裝。


研究者探討了黃芩苷對(duì)ZBP1相關(guān)PANoptosome組裝的影響。PANoptosome是突觸細(xì)胞死亡信號(hào)的關(guān)鍵分子平臺(tái),通過整合細(xì)胞焦亡、凋亡和壞死性凋亡的信號(hào)來激活泛凋亡。具體實(shí)驗(yàn)思路如下:


1.實(shí)驗(yàn)方法:


未處理的細(xì)胞或處理TNF-α的細(xì)胞作為對(duì)照,免疫熒光顯微鏡觀察核心組分(MLKL、CASP8、ASC、RIPK3、RIPK1、ZBP1)在基線狀態(tài)下的分布情況。


使用OXO+TNF-α處理誘導(dǎo)泛凋亡,觀察這些蛋白在死亡細(xì)胞中的聚集行為,特別是ASC的斑點(diǎn)與其他信號(hào)通路成分的共定位。評(píng)估黃芩苷預(yù)處理對(duì)這些信號(hào)成分聚集和共定位的影響。


使用免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證ASC、RIPK3、ZBP1和CASP8之間的相互作用。但在實(shí)施時(shí),考慮到PANoptosome可能在Co-IP裂解緩沖液中不溶,轉(zhuǎn)而分別分析可溶和不可溶部分。


通過Western blot分析可溶性的ZBP1、RIPK1、RIPK3、MLKL、CASP8、NLRP3和ASC的水平。在OXO+TNF-α處理后,可溶組分中這些蛋白顯著降低,而不溶組分中則顯著增加。


2. 結(jié)果分析:


在OXO+TNF-α處理下,觀察到關(guān)鍵成分的聚集與共定位,尤其是ASC、ZBP1、RIPK3的共定位現(xiàn)象,表明PANoptosome的組裝。


黃芩苷預(yù)處理顯著抑制了這些蛋白的聚集和共定位,說明黃芩苷能有效阻斷PANoptosome的形成。黃芩苷預(yù)處理后,抵消了OXO+TNF-α誘導(dǎo)的這些信號(hào)成分從可溶相向不可溶相的募集,進(jìn)一步驗(yàn)證了PANoptosome的組裝受阻。


結(jié)合免疫熒光顯微鏡的觀察,結(jié)果得出黃芩苷確實(shí)有效阻斷了PANoptosome的組裝。


綜上,本實(shí)驗(yàn)表明黃芩苷通過抑制PANoptosome的組裝,從而影響泛凋亡的激活。這為深入理解黃芩苷在調(diào)節(jié)細(xì)胞死亡信號(hào)中的作用提供了重要依據(jù)。


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圖 3黃芩苷抑制PANoptosome 形成(圖源[1])



4. 黃芩苷可阻斷線粒體 DNA 的釋放和氧化



線粒體在調(diào)節(jié)多種細(xì)胞死亡機(jī)制中扮演重要角色,特別是在細(xì)胞凋亡和泛凋亡中,線粒體的功能和健康狀態(tài)對(duì)細(xì)胞命運(yùn)有重大影響。本實(shí)驗(yàn)旨在探討線粒體損傷與泛凋亡的關(guān)系,以及黃芩苷的保護(hù)作用。研究者探索了線粒體在誘導(dǎo)泛凋亡中的作用,并評(píng)估了黃芩苷在這一過程中所起的保護(hù)作用。具體實(shí)驗(yàn)思路如下:


1.線粒體膜電位(MMP)的測(cè)定:


使用TMRE探針檢測(cè)線粒體膜電位。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)MMP正常時(shí),TMRE染料積累在線粒體,并發(fā)出紅色熒光;當(dāng)MMP受損時(shí),TMRE的熒光強(qiáng)度會(huì)降低。


使用JC-1染料檢測(cè)相同參數(shù)。在正常情況下,JC-1形成聚集體顯紅色,當(dāng)MMP降低時(shí),JC-1轉(zhuǎn)為單體并擴(kuò)散至細(xì)胞質(zhì)顯綠色。


2. ROS的檢測(cè):


用DCFH-DA探針檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)總ROS水平,觀察到在OXO+TNF-α或OXO+LPS處理后,總ROS顯著上升,黃芩苷處理則有效抑制了這一上升。


使用MitoSOX探針檢測(cè)線粒體內(nèi)ROS水平,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示OXO+TNF-α或OXO+LPS處理后mtROS顯著增加,而黃芩苷也能夠抑制mtROS的產(chǎn)生。


在細(xì)胞核中觀察到強(qiáng)烈的MitoSOX熒光,可能與線粒體受損導(dǎo)致的細(xì)胞膜透化有關(guān)。


3. 結(jié)果分析:


所在OXO+TNF-α處理后,觀察到MMP顯著降低,黃芩苷能有效保持MMP正常水平。有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,黃芩苷在保護(hù)線粒體免受損傷的同時(shí),還有效抑制了全腹臟下垂誘導(dǎo)過程中細(xì)胞內(nèi)的ROS生成。結(jié)合線粒體膜電位的保護(hù)作用和ROS生成的抑制,結(jié)果表明線粒體損傷與泛凋亡的誘導(dǎo)存在明顯相關(guān)性。

綜上,通過多種方法綜合評(píng)估了黃芩苷對(duì)線粒體功能的保護(hù)作用,確立了其在調(diào)節(jié)細(xì)胞死亡機(jī)制中的潛在療效,為進(jìn)一步的機(jī)制研究提供了良好基礎(chǔ)。

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圖 4黃芩苷可減輕線粒體損傷(圖源[1])



5. 黃芩苷阻斷線粒體 DNA 氧化和釋放抑制 PANoptosis



研究者旨在探討線粒體源性活性氧(mtROS)與泛凋亡之間的因果關(guān)系,并闡明黃芩苷如何通過影響mtROS的生成及氧化態(tài)mtDNA(Ox-mtDNA)的形成來抑制泛凋亡。具體實(shí)驗(yàn)思路如下:


1. 確認(rèn)因果關(guān)系:


mtROS的清除與促進(jìn):使用線粒體靶向清除劑mito-TEMPO來抑制mtROS,提高對(duì)OXO+TNF-α誘導(dǎo)的泛凋亡細(xì)胞死亡的抑制效果。同時(shí),使用kang霉素A(AA)促進(jìn)mtROS的生成,觀察其對(duì)黃芩苷抑制細(xì)胞死亡的影響。


通過PI染色定量細(xì)胞存活,結(jié)果表明mito-TEMPO通過劑量依賴減少泛凋亡,而AA則加重細(xì)胞死亡,從而確認(rèn)mtROS在泛凋亡中的因果作用。


2. Ox-mtDNA的角色:


細(xì)胞內(nèi)氧化態(tài)DNA的觀察:使用免疫熒光顯微鏡明確顯示OXO+TNF-α誘導(dǎo)后形成的氧化態(tài)mtDNA(使用8-OHdG抗體)與線粒體特定標(biāo)記Tom20的共定位,表明Ox-mtDNA參與PANoptosome的組裝。


ASC speck的共定位:證明Ox-mtDNA與PANoptosome的組裝相關(guān),且黃芩苷能夠抑制Ox-mtDNA的形成及PANoptosome的組裝。


3. mtDNA的釋放機(jī)制:


線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mPTP)和電壓依賴性陰離子通道(VDAC)的作用:探討mtDNA通過mPTP和VDAC通道的釋放,使用環(huán)孢素A(CsA)和VBIT-4作為抑制劑,觀察其對(duì)OXO+TNF-α誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡的影響,結(jié)果顯示顯著減弱細(xì)胞死亡。


mtDNA釋放的檢測(cè):使用Triton X-100處理細(xì)胞,分離不溶性組分DNA并進(jìn)行qPCR分析,結(jié)果顯示泛凋亡誘導(dǎo)后mtDNA顯著增加,CsA和VBIT-4的聯(lián)合處理可阻止這種增加。


4. 黃芩苷的作用機(jī)制:


mtDNA的阻斷:黃芩苷預(yù)處理有效減少不溶性組分中的mtDNA,指示其可能干擾mPTP和VDAC通道的開放。


VDAC寡聚體水平的Western blotting:顯示黃芩苷和VBIT-4均能降低由泛凋亡誘導(dǎo)劑引起的VDAC寡聚體的水平,進(jìn)一步支持黃芩苷通過影響這些通道來抑制mtDNA釋放和泛凋亡。


綜上所述,該實(shí)驗(yàn)通過證明mtROS與Ox-mtDNA在泛凋亡過程中的重要作用,闡明了黃芩苷作用的潛在機(jī)制,為黃芩苷抗泛凋亡的藥理作用提供了科學(xué)依據(jù)。這為理解線粒體功能喪失在細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)中的角色以及藥物干預(yù)提供了理論基礎(chǔ)。


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圖 5黃芩苷阻斷mtDNA的氧化和釋放抑制 PANoptosis(圖源[1])



6. 黃芩苷抑制線粒體Z-DNA形成,ZBP1是泛凋亡關(guān)鍵



本段實(shí)驗(yàn)通過去除線粒體DNA(mtDNA)進(jìn)一步驗(yàn)證mtDNA在泛凋亡中的作用,具體思路如下:


1. mtDNA的去除:


使用溴化乙錠(EB):EB被用作線粒體靶向染料,能夠有效嵌入 mtDNA 中并在處理后去除線粒體DNA。通過這一處理,研究者希望評(píng)估缺失mtDNA對(duì)細(xì)胞狀態(tài)及其對(duì)泛凋亡的影響。


2. 線粒體質(zhì)量的評(píng)估:


線粒體質(zhì)量的檢測(cè):實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,EB處理后,細(xì)胞內(nèi)線粒體質(zhì)量(ρ0)顯著降低,表明mtDNA的去除對(duì)線粒體的完整性產(chǎn)生了明顯影響(如圖4g,h所示)。


3. 細(xì)胞存活的測(cè)試:


PI染色分析細(xì)胞死亡:在OXO+TNF-α誘導(dǎo)下,觀察到EB處理的細(xì)胞中細(xì)胞死亡顯著抑制。與未處理細(xì)胞相比,缺失mtDNA的細(xì)胞展現(xiàn)出更好的生存率(如圖4i所示)。


4. 結(jié)果分析:


實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,線粒體DNA的存在與OXO+TNF-α誘導(dǎo)泛凋亡之間存在關(guān)系。EB處理減弱了mtDNA的功能,從而導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)誘導(dǎo)的死亡信號(hào)表現(xiàn)出更強(qiáng)的抵抗力。這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步支持了mtDNA在泛凋亡中的作用,尤其是Ox-mtDNA的氧化和釋放對(duì)于PANoptosome的組裝至關(guān)重要。通過保護(hù)線粒體免受損傷,黃芩苷能夠有效阻斷這一過程,從而抑制全腹臟下垂的發(fā)生。這一發(fā)現(xiàn)為理解細(xì)胞死亡機(jī)制中的mtDNA功能提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。


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圖6 黃芩苷阻斷泛凋亡誘導(dǎo)過程中Z-DNA形成(圖源[1])



7. 黃芩苷抑制泛凋亡的具體機(jī)制


進(jìn)一步研究了黃芩苷在抑制泛凋亡過程中的具體機(jī)制,特別是針對(duì)Z-DNA的形成及其與ZBP1的相互作用。具體實(shí)驗(yàn)思路如下:


1. Z-DNA的形成與mtDNA的關(guān)聯(lián):


研究表明,mtDNA在基因組不穩(wěn)定時(shí)可能轉(zhuǎn)化為Z-DNA。為了探討泛凋亡或Ox-mtDNA的釋放是否促使Z-DNA的形成,使用了抗Z-DNA/Z-RNA的抗體Z22進(jìn)行免疫熒光檢測(cè)。


2. 共定位實(shí)驗(yàn):


免疫熒光顯微鏡觀察顯示,泛凋亡誘導(dǎo)時(shí),ASC斑點(diǎn)與線粒體標(biāo)記(Tom20)和Z22熒光點(diǎn)共定位,表明Z-DNA可能由mtDNA形成,并參與PANoptosome的組裝(如圖5a和圖S9所示)。


3. 確認(rèn)Z-DNA的性質(zhì):


為了驗(yàn)證Z22標(biāo)記的是Z-DNA而非Z-RNA,進(jìn)行了DNase I和RNase A的預(yù)處理實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,僅DNase I預(yù)處理能消除Z22的熒光斑點(diǎn),確認(rèn)了Z-DNA的形成(如圖5b所示)。


4. 抑制劑的作用:


結(jié)合使用CsA和VBIT-4,研究發(fā)現(xiàn)這一組合顯著抑制泛凋亡時(shí)Z-DNA的形成及其與ASC的共定位(如圖6a所示)。此外,mito-TEMPO也能有效抑制Z-DNA的形成,這與其對(duì)細(xì)胞死亡的保護(hù)效果一致(如圖6b所示)。


5. ZBP1的角色:


研究推測(cè)Z-DNA可能通過ZBP1激活泛凋亡信號(hào)通路。為驗(yàn)證這一假設(shè),使用siRNA對(duì)ZBP1進(jìn)行敲低。Western blotting表明敲低效率約60%(如圖7a,b所示)。PI染色和LDH釋放實(shí)驗(yàn)表明,敲低ZBP1顯著減弱了OXO+TNF-α誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡(如圖7c,d所示)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),ZBP1敲低的細(xì)胞泛凋亡信號(hào)顯著減弱(如圖7e,f所示),使用的另一條針對(duì)ZBP1的siRNA也獲得了類似結(jié)果(如圖S10a-f所示)。


結(jié)論:綜合這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果,Z-DNA的形成被確認(rèn)是由mtDNA轉(zhuǎn)化的,并且其形成在誘導(dǎo)泛凋亡中起到了重要的觸發(fā)作用。黃芩苷能夠有效阻斷Z-DNA的形成,從而抑制ZBP1的激活及PANoptosome的組裝,進(jìn)一步減輕細(xì)胞死亡。這一研究不僅闡明了黃芩苷的作用機(jī)制,也為理解mtDNA及其衍生物在細(xì)胞死亡中的角色提供了新的視角。


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圖7 ZBP1下調(diào)可減弱OXO+TNF-α-誘導(dǎo)的泛凋亡(圖源[1])



8. 黃芩苷減輕HLH小鼠模型中炎癥反應(yīng)和器官損傷



這部分實(shí)驗(yàn)的結(jié)果揭示了黃芩苷在HLH(臟器系統(tǒng)激活綜合征)小鼠模型中的抗炎作用和對(duì)泛凋亡的抑制。具體實(shí)驗(yàn)思路如下:


1. HLH小鼠模型的建立:


 使用poly(I:C)和LPS誘導(dǎo)的HLH小鼠模型被建立。該模型與泛凋亡密切相關(guān),能夠模擬全身炎癥反應(yīng)。


2. 組織損傷與炎癥評(píng)估:


組織化學(xué)分析顯示,HLH小鼠的肺和肝臟表現(xiàn)出明顯的損傷,包括肺泡塌陷、血管充血以及免疫細(xì)胞浸潤(rùn)(如圖8a、8b所示)。


通過生化分析(檢測(cè)ALT和AST水平)證實(shí)了肝損傷的存在。所有這些損傷的參數(shù)在口服黃芩苷后得到顯著減輕(如圖8c、8d所示)。


3. 細(xì)胞因子測(cè)定:


在poly(I:C)/LPS處理的小鼠中,血清中的TNF-α和IFN-γ水平顯著上升,而黃芩苷處理則顯著降低了這些細(xì)胞因子的水平(如圖8e、8f所示)。黃芩苷單獨(dú)處理并未顯著影響這些組織或細(xì)胞因子的分泌。


4. 泛凋亡標(biāo)志檢測(cè):


Western blot分析顯示,poly(I:C)/LPS誘導(dǎo)的HLH小鼠中,肺和肝組織中的泛凋亡相關(guān)標(biāo)志(如CASP1,GSDMD-NT,cleaved CASP3,GSDME-NT和p-MLKL)顯著增加(如圖8g、8h、8i、8j所示)。黃芩苷的給藥顯著降低了這些標(biāo)志物的表達(dá),表明黃芩苷可以抑制泛凋亡信號(hào)。


5. 巨噬細(xì)胞的分析:


研究發(fā)現(xiàn),Kupffer細(xì)胞在HLH小鼠肝臟中的泛凋亡信號(hào)被激活,表現(xiàn)在ASC speck、裂解的CASP3和p-MLKL的聚集體形成。黃芩苷處理后,這些信號(hào)明顯減少(圖9a、9b所示)。這表明黃芩苷能有效抑制Kupffer細(xì)胞中的泛凋亡。


結(jié)論:本研究證實(shí)了黃芩苷作為抗炎劑的有效性,能夠通過抑制線粒體Z-DNA的形成以及PANoptosome的組裝,減輕HLH小鼠模型中的炎癥反應(yīng)和多器官損傷。特別是,黃芩苷通過抑制肝臟和肺部的泛凋亡信號(hào),顯著改善了小鼠的病理狀態(tài)。這些結(jié)果表明黃芩苷可能作為泛凋亡的潛在抑制劑,在泛凋亡相關(guān)疾病的治療中具有重要的應(yīng)用前景。


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圖8 黃芩苷減輕HLH小鼠模型的炎癥反應(yīng)和器官損傷(圖源[1])


綜上所述,黃芩苷能夠抑制mtROS的生成以及Ox-mtDNA和Z-DNA的形成,減少細(xì)胞的泛凋亡。可能的機(jī)制包括抗氧化作用、對(duì)mPTP及VDAC渠道的抑制等。這些機(jī)制阻止mtDNA的氧化及其轉(zhuǎn)化為Z-DNA。


在HLH小鼠模型中,黃芩苷顯著緩解了臟器損傷和全身炎癥,同時(shí)抑制了肝臟和肺部的泛凋亡信號(hào)。免疫熒光顯微鏡的結(jié)果表明,Kupffer細(xì)胞中的泛凋亡標(biāo)志激活得到了顯著抑制,驗(yàn)證了黃芩苷的作用。


這項(xiàng)研究揭示了一種新的機(jī)制,即黃芩苷通過阻斷線粒體Z-DNA的形成和PANoptosome的組裝,以劑量依賴的方式抑制巨噬細(xì)胞中的泛凋亡細(xì)胞死亡。結(jié)果支持黃芩苷作為泛凋亡抑制劑在治療炎癥相關(guān)疾病中的潛力。


未來研究應(yīng)該進(jìn)一步探討黃芩苷的具體作用機(jī)制,特別是其對(duì)mPTP和VDAC通道的影響。更詳細(xì)地研究ZBP1在泛凋亡中的具體功能及其調(diào)節(jié)機(jī)制,并探討其他細(xì)胞類型(如血管內(nèi)皮細(xì)胞和肝細(xì)胞)在泛凋亡中的作用。


參考文獻(xiàn)

[1] You, Yp., Yan, L., Ke, Hy. et al. Baicalin inhibits PANoptosis by blocking mitochondrial Z-DNA formation and ZBP1-PANoptosome assembly in macrophages. Acta Pharmacol Sin (2024). doi:10.1038/s41401-024-01376-8



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