贵州中医药土茯苓治疗高血压的分子密码：蛋白质组学与生物信息学的神奇交汇！

高血压是一种受基因、环境及生活方式等多重因素共同影响的复杂疾病。血压的持续性升高可造成血管内皮损伤，进而引发动脉粥样硬化和心血管疾病。目前，高血压在全球范围内呈现普遍流行的态势，然而其确切病因尚未明确，可能是多种因素综合作用的结果。

研究指出，固有免疫系统和适应性免疫系统的异常激活可能导致靶器官的损伤及功能障碍，而高血压与这种异常的免疫激活状态存在显著关联。鉴于免疫系统作为人体系统的重要组成部分，与循环、神经和内分泌代谢系统之间具有密切的相互作用与关联，这一发现鼓励研究人员进一步探索中药通过调节免疫系统来降低血压的可能性。

土茯苓（SGR），作为一种具备显著药用及食用价值的植物，尤其在抗炎及免疫系统疾病治疗领域展现出了明确的药理活性。然而，当前关于SGR在高血压治疗中的应用报道尚显稀缺，且高血压治疗的核心机制尚未有明确的科学解释。

近日，一篇名为“Investigation of the molecular mechanism of Smilax glabra Roxb. in treating hypertension based on proteomics and bioinformatics”的文章探讨了SGR治疗高血压的相关研究。

图1 论文首页

SGR对高血压大鼠血压的影响

研究采用给SD大鼠腹膜内注射40mg/kg L-NAME的方法建模，结果显示，经过4周的观察，其中90%的大鼠出现高血压（收缩压≥130mmHg），从而证实了该模型的可靠性。建模完成后，模型组（L-NAME）的收缩压和舒张压水平均呈现显著上升（p<0.05），符合实验预期。随后，研究分别采用SGR-H、SGR-M、SGR-L和阳性药（卡托普利）对模型组大鼠进行了为期4周的治疗，并观察到这些治疗均能有效降低L-NAME引起的高血压水平（图2）。治疗后大鼠收缩压和舒张压与模型组相比均显著降低（p<0.05或p<0.01），表明这些治疗方法在降低高血压方面具有一定的效果。

图2 血压变化

土茯苓对高血压大鼠血脂指标的检测

与对照组（图3）相比，模型组的TC、TG和LDL-C水平显著上升（p<0.05或p<0.01），同时HDL-C水平则出现显著降低（p<0.05）。进一步与模型组（L-NAME）的数据进行比较，研究观察到卡托普利组、SGR-H组和SGR-M组的TC、TG和LDL-C水平均呈现显著下降趋势，而HDL-C水平则显著上升（p<0.05或p<0.01）。

图3 血脂检测

肝脏组织病理学分析

在20倍、40倍及100倍物镜的观察下，肝脏组织病理学的染色结果呈现如下特征：空白对照组的肝细胞结构保持完整，形态规则，细胞间隙处于正常状态，细胞核大部分染色较深，且核仁清晰可见，未见变性坏死现象（图4A）。与此形成鲜明对比的是，模型组的肝细胞染色明显较浅，细胞结构出现紊乱，且细胞核出现固缩现象（图4B）。与模型组（L-NAME）相比，经过阳性药物（卡托普利）处理后的肝细胞（图4C）、SGR-H组（图4D）和SGR-M组（图4E）的上述指标均呈现出一定程度的改善。然而，SGR-L组（图4F）在肝细胞结构的改善上并未显示出显著效果。

图4 大鼠肝脏病理学

肾脏的组织病理学分析

在20倍、40倍和100倍物镜的观察下，肾脏组织的病理学染色分析显示，空白对照组大鼠的肾小球结构保持完整，球囊比例处于正常范围。同时，肾小管排列紧密，未观察到炎症细胞的浸润现象（图5A）。相较之下，模型组（L-NAME）的大鼠肾小球明显缩小，囊腔呈现扩张状态，肾小管排列紊乱，管腔狭窄（图5B）。

与模型组（L-NAME）相比，经过阳性药物（卡托普利）治疗的大鼠（图5C）、以及SGR-H（图5D）和SGR-M（图5E）治疗组的大鼠，在肾小球结构、囊腔比例以及肾小管排列等方面均呈现出一定程度的改善。但SGR-L治疗组（图5F）的大鼠在上述指标上并未表现出显著的改善。

图5 大鼠肾脏病理学

差异表达基因的GO和KEGG通路富集分析

研究还针对DEPs进行了GO和KEGG富集分析。在GO注释方面，DEPs的功能富集被细化为三个主要部分：BP（生物过程）、MF（分子功能）以及CC（细胞成分）。BP术语揭示了DEPs在“小分子分解代谢过程”、“有机酸分解代谢过程”以及“羧酸分解代谢过程”中的显著富集（图6A）。MF术语进一步显示，DEPs在“单加氧酶活性”方面呈现出明显的富集（图6B）。“过氧化物酶体”、“微体”、膜微结构域以及“过氧化物体基质”等术语均呈现显著富集（图6C）。

随后，研究利用KEGG分析探究DEPs与信号通路之间的潜在关联。结果显示，共计92个DEPs主要参与了“药物代谢-细胞色素P450”、“过氧化物酶体”、“β-丙氨酸代谢”、“脂肪酸降解”以及“丙酮酸代谢信号通路”等多个关键生物学过程（图6D）。

图6 GO和KEGG分析

ALDH2在血清和肝脏样本中的表达

研究者从肝组织中成功提取了蛋白质，并确保了每组样品均进行了三次生物重复测试，以确保数据的可靠性。并采用ELISA法对肝脏和血清样本中的ALDH2水平进行了精确的量化分析（图7）。与正常对照组相比，模型组（L-NAME）的肝脏和血清样本中，ALDH2的含量出现了显著的降低（p<0.01），这一发现表明在特定条件下，ALDH2的表达受到了抑制。然而，在阳性药物以及高剂量和中剂量SGR的干预给药后，ALDH2的含量显著增加（p<0.05或p<0.01），这一结果表明所采取的治疗策略或药物干预能够有效地恢复或提高ALDH2的表达水平。

图7 ALDH2在血清和肝脏样品中的表达

结论

该研究运用蛋白质组学和生物信息学的科学方法，对与特异性免疫细胞浸润紧密关联的关键高血压靶点进行了筛选，表明SGR对高血压治疗具有一定的作用。

参考文献：

Yang X, Qian H, Yang C, Zhang Z. Investigation of the molecular mechanism of Smilax glabra Roxb. in treating hypertension based on proteomics and bioinformatics. Front Pharmacol. 2024 May 9;15:1360829. doi: 10.3389/fphar.2024.1360829