震惊！台州、辽宁、温州三地医学巨头联手揭秘：黄藤素竟能拯救脓毒症脑病小鼠？

脓毒症，是一种由感染诱发的全身性炎症反应综合征，其病程发展可能导致脓毒症休克和多器官功能障碍综合征，发病率与死亡率均居高位。脓毒症相关脑病（SAE）是其常见的神经系统并发症，在ICU中尤为普遍。然而，鉴于SAE的发病机制错综复杂，且目前缺乏精确的医学影像与明确的诊断标准，早期诊断面临极大挑战。因此，深入探究SAE的发病机制，并在此基础上寻找并开发针对SAE的有效治疗药物，具有至关重要的意义。

黄藤素具有广谱的抑菌抗病毒特性，能显著增强白细胞对细菌的吞噬能力，并具备优良的抗炎效果及机体免疫力的增强作用。在调控炎症及改善脓毒症方面，黄藤素表现出其独特的效能。然而，关于黄藤素治疗SAE的确切功能及其潜在的作用机制，目前尚未有明确的科学阐释。

近日，一篇名为“Palmatine ameliorated lipopolysaccharide-induced sepsis-associated encephalopathy mice by regulating the microbiota-gut-brain axis”的学术论文，探讨了黄藤素对SAE小鼠模型的相关作用机制。

图1 论文首页

黄藤素对SAE小鼠脑、肺、小肠、肝、心、脾、肾病理的影响

研究对黄藤素在SAE小鼠组织中的影响进行了评估。结果显示，与对照组相比，LPS组的脑、小肠、肺和心脏组织均呈现出显著的病理形态变化，但肝脏、肾脏和脾脏未观察到类似改变（图2）。具体而言，在SAE小鼠的脑组织中，神经元明显的变性和核固缩现象，同时伴随有显著的炎症细胞浸润（红色箭头指示炎症浸润，绿色箭头指示核固缩）。

LPS组的小肠黏膜微绒毛结构受到显著破坏，表现为微绒毛的缺失、萎缩、变形及坏死（黄色箭头指示潘氏细胞，红色箭头指示绒毛丧失，绿色箭头指示绒毛变性和坏死）。LPS组小鼠的肺组织则显示出肺泡间隔增厚、间质水肿显著以及炎症细胞的浸润（红色箭头指示）。

在心脏组织中，LPS的刺激导致心肌毛细血管出现轻度充血，并伴有心肌细胞间隙内炎症细胞的显著浸润。绿色箭头指示心肌水肿、心肌间质增厚及水肿液积聚的情况。此外，红色箭头还指示了心肌细胞的变性和坏死，以及炎症细胞的局部浸润。值得关注的是，经过给予2.5或5.0mg/kg剂量的黄藤素干预后，上述病理改变均得到了显著的改善。

图2 黄藤素治疗后SAE的脑、肺、小肠、肝、心、脾、肾HE染色(×400)

黄藤素调节LPS诱导的SAE小鼠炎症细胞因子水平

为评估黄藤素在抗炎作用方面的表现。经ELISA技术精确测定，研究观察到相较于对照组，LPS组的血清中炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α及IL-10的浓度呈现出显著的上升趋势（p<0.01），这一发现有力指示了炎症反应的活跃状态。然而，在给予小鼠2.5和5.0mg/kg的黄藤素处理后，血清中IL-1β、IL-6和TNF-α的浓度均呈现显著下降（p<0.01），结果表明黄藤素具有有效的抗炎作用。同时，给予小鼠1.25、2.5和5.0mg/kg的黄藤素后，血清中IL-10的浓度显著增加（p<0.01），这进一步验证了黄藤素在调节炎症平衡中的积极作用。

黄藤素对SAE小鼠脑组织细胞凋亡的影响

研究采用TUNEL染色技术，对黄藤素在SAE小鼠脑组织细胞凋亡中的作用进行了严谨评估。结果显示，与对照组相比，LPS组小鼠的凋亡细胞百分比显著上升（p<0.01），而黄藤素则能显著逆转此效应（p<0.01）。进一步统计数据显示，2.5mg/kg剂量的黄藤素在抑制细胞凋亡、提升脑存活率方面，其效果明显优于1.25mg/kg或5.0mg/kg剂量的黄藤素（图3）。

图3 黄藤素对抑制脑组织细胞凋亡的影响

黄藤素对SAE小鼠Notch1/NF-κB信号通路具有抑制作用

LPS组中的Notch1、PARP-1、Caspase-1和NF-κB的蛋白表达量相较于对照组呈现出显著增高（p＜0.01）（图4A）。进一步对比模型组，2.5mg/kg黄藤素处理组中上述蛋白的表达呈现出弱阳性趋势，且阳性细胞的数量明显减少（p<0.01）。RT-PCR技术检测显示，LPS组Notch1、PARP-1、Caspase-1和NF-κB的mRNA表达水平较对照组显著上调（p<0.01），而2.5mg/kg黄藤素处理组能够有效逆转这一上调趋势（图4B）。此外，通过WB（Western Blot）分析，LPS组Notch1、PARP-1、caspase-1和p-NF-κB的蛋白表达相较于对照组也呈现显著上调（p<0.01），而2.5mg/kg黄藤素处理组能够逆转这一上调现象（图4C）。

基于分子对接技术的分析，黄藤素与Notch1和NF-κB形成的复合物具有特定的结合能，分别为-6.5kcal/mol和-7.7kcal/mol。黄藤素通过与谷氨酸（GLU，键长：3.45Å）、天冬酰胺（ASN，键长：3.76Å）和丝氨酸（SER，键长分别为3.50Å、3.60Å）形成氢键与Notch1产生结合作用（图4D）。在黄藤素与NF-κB的相互作用中，同样观察到两个氢键的形成，分别与甘氨酸（GLY，键长：3.28Å）和组氨酸（HIS，键长：3.15Å）相连（图4E）。

图4 黄藤素对SAE小鼠小肠和脑组织中Notch1、PARP-1、Caspase-1和p-NF-κB的影响

结论

综上所述，研究证明黄藤素因能抗炎，抑制细胞凋亡、提高提升脑存活率，甚至对Notch1/NF-κB信号通路具有明显抑制作用，而在SAE中表现出色，为治疗SAE的新药研发提供了新的思路和策略。

参考文献：

Xu Y, Shen B, Pan X, Liu C, Wang Y, Chen X, Wang T, Chen G, Chen J. Palmatine ameliorated lipopolysaccharide-induced sepsis-associated encephalopathy mice by regulating the microbiota-gut-brain axis. Phytomedicine. 2024 Feb;124:155307. doi: 10.1016/j.phymed.2023.155307