哮喘是一种常见的慢性呼吸道疾病，其特征是气道炎症和气道高反应性，对全球健康产生了显著影响。据估计，全球有超过3亿人受到哮喘的影响，且其发病率呈上升趋势。目前，哮喘的主要治疗手段依赖于传统的药物，如糖皮质激素。然而，由于疾病的异质性和药物基因组学的差异，部分患者（如非嗜酸性粒细胞性哮喘患者）对糖皮质激素治疗反应不佳。此外，即使患者严格遵循控制药物治疗，仍有部分患者存在症状持续和病情加重的情况。现有药物虽然能够缓解症状，但往往伴随着不良反应和有限的长期疗效。因此，迫切需要开发新的治疗策略，以有效管理哮喘症状并针对其潜在的分子机制。

近年来，传统中药在哮喘治疗中的应用逐渐受到关注。中药具有2000多年的历史，为疾病治疗提供了独特的视角。例如，花椒种子（Zanthoxylum bungeanum Maxim seed，ZBMS）等中药配方已被证明对哮喘具有治疗效果。在美国进行的一项研究显示，约70%的哮喘患者在其治疗方案中加入了中药。肉苁蓉（Cistanche）是一种多年生寄生草本植物，主要生长在北半球的干旱地区。在中国，肉苁蓉的使用可以追溯到古代的《神农本草经》。肉苁蓉被认为具有补肾、增强活力和改善血液及精气质量的功效。

近期，一项究通过多学科方法，包括转录组学、质谱分析、加权基因共表达网络分析（WGCNA）以及动物和细胞实验验证，探索了肉苁蓉在哮喘治疗中的潜力及其作用机制。

图1 论文首页

肉苁蓉减轻哮喘小鼠的病理变化

为了评估肉苁蓉对哮喘小鼠的影响，研究者构建了哮喘动物模型，并将肉苁蓉作为干预措施。实验中，C57BL/6小鼠被随机分为对照组（接受PBS）、肉苁蓉组（接受肉苁蓉）、屋尘螨（HDM）组（接受HDM）和HDM + 肉苁蓉组（接受HDM和肉苁蓉）。HDM组的小鼠在实验前一天接受3 μg HDM的气管注射，随后在第6至10天接受10 μg HDM的鼻滴。HDM + 肉苁蓉组的小鼠在整个实验过程中每天接受20 mg/kg、40 mg/kg、50 mg/kg和60 mg/kg的肉苁蓉溶液腹腔注射。对照组和肉苁蓉组的小鼠分别接受PBS或肉苁蓉处理。在第14天，小鼠被安乐死，收集样本进行进一步分析。

研究结果显示，与对照组相比，HDM组小鼠的气道高反应性（通过Penh值测量）显著增加，表明其气道对乙酰胆碱的反应性增强。然而，接受肉苁蓉干预的小鼠显示出Penh值的显著降低，表明肉苁蓉能够显著减轻气道高反应性。此外，支气管肺泡灌洗液（BALF）的细胞计数显示，HDM组小鼠的总细胞数、中性粒细胞和嗜酸性粒细胞显著增加，表明肺部炎症和过敏反应加剧。而HDM + 肉苁蓉组的小鼠在BALF中的各种细胞类型显著减少，表明肉苁蓉能够减轻炎症细胞的浸润。组织病理学检查也证实了这一点，HDM组小鼠的肺组织切片显示出明显的炎症细胞浸润和黏液分泌增加，而肉苁蓉处理后，这些病理变化得到了显著改善。此外，血清IgE和BALF中的IL-5、IL-13水平在HDM组小鼠中显著升高，而在肉苁蓉处理后恢复到正常水平。这些结果表明，肉苁蓉能够显著减轻哮喘小鼠的病理变化，包括气道高反应性、炎症细胞浸润和黏液分泌。

图2 肉苁蓉减轻哮喘小鼠的病理变化 

转录组分析揭示肉苁蓉在哮喘小鼠中的治疗作用

为了深入探讨肉苁蓉对哮喘的治疗作用，研究者对HDM组和HDM + 肉苁蓉组小鼠的肺组织进行了转录组测序分析。结果共鉴定出643个差异表达基因（DEGs），包括324个上调基因和319个下调基因。火山图和热图显示了这些基因的表达水平变化。基因本体（GO）富集分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析表明，上调基因主要富集在病毒反应、干扰素介导的信号通路、NOD样受体信号通路和IL-17信号通路中，而下调基因则与核分裂、细胞因子-细胞因子受体相互作用和T细胞受体信号通路相关。

此外，基因集变异分析（GSVA）显示，在HDM + 肉苁蓉组小鼠中，嗜酸性粒细胞通路的GSVA评分降低，与BALF中嗜酸性粒细胞的减少一致。同时，肉苁蓉处理还下调了与过敏性哮喘密切相关的IL-5和IL-4通路。基因集富集分析（GSEA）进一步揭示了肉苁蓉处理与糖皮质激素过程的参与，表明肉苁蓉可能作为一种替代或补充疗法用于传统糖皮质激素治疗。这些结果表明，肉苁蓉通过调节免疫反应和靶向关键哮喘相关基因和蛋白，发挥其在哮喘治疗中的作用。

图3 转录组分析揭示肉苁蓉在哮喘小鼠中的治疗作用

肉苁蓉的活性成分分析

为了进一步阐明肉苁蓉的活性成分，研究者采用液相色谱-高分辨率质谱（LC-HRMS）系统对其成分进行了定性分析。通过与标准品和样品的保留时间和质谱图谱进行比较，鉴定出了肉苁蓉中的主要成分。同时，研究者还从中药系统药理学数据库（TCMSP）中检索了肉苁蓉的活性成分，并基于生物利用度（OB）和药物相似性（DL）标准筛选出9种活性成分。有趣的是，通过质谱分析鉴定出的前30种成分中，只有松柏醇-4-O-β-D-葡萄糖苷（PG）与TCMSP数据库中筛选出的9种成分匹配。质谱结果显示，PG的质量电荷比为521.2，保留时间为5.3分钟。通过PharmMapper预测PG的靶点，并进行富集分析，结果表明PG的靶点与磷酸化、PI3K-Akt通路、细胞周期调节等生物学功能相关，揭示了PG在哮喘治疗中的潜在作用。

图4 肉苁蓉的活性成分分析

哮喘相关核心基因分析

为了探索哮喘的关键基因，研究者利用GEO数据库中的GSE67472数据集进行了加权基因共表达网络分析（WGCNA）。该数据集包括62名未接受吸入糖皮质激素治疗的哮喘患者和43名健康对照者。通过WGCNA分析，研究者识别出27个与哮喘发展密切相关的基因模块。其中，“天蓝色”模块与哮喘的关联性最强（天蓝色模块：r = 0.62，p = 2e-12）。此外，研究者还分析了天蓝色模块中基因的富集情况，确认其参与了与哮喘相关的生物学过程和通路，包括IgE结合、哮喘和IL-17信号通路。这些结果表明，天蓝色模块中的基因在哮喘的发病机制中可能发挥重要作用。

图5 哮喘相关核心基因分析

iNOS可作为肉苁蓉治疗哮喘的指标

在进一步的研究中，研究者从GeneCards、治疗靶点数据库、DisGeNET和OMIM数据库中整理出259个与哮喘相关的基因。通过与天蓝色模块和PG靶向基因的交集，确定了iNOS（诱导型一氧化氮合酶）为核心基因。RNA-seq数据分析显示，肉苁蓉处理能够降低iNOS的表达水平。此外，分子对接实验验证了PG与iNOS蛋白之间的结合亲和力，表明PG与iNOS之间存在良好的相互作用，涉及精氨酸、谷氨酸、色氨酸等多种氨基酸。结合能为-8.97 kcal/mol，表明PG与iNOS之间具有很强的结合亲和力。体外实验进一步证实了PG对iNOS活性的影响。结果表明，PG显著降低了由HDM诱导的iNOS活性，验证了分子对接分析的结果。随后，研究者通过Western Blot分析验证了PG对iNOS表达的影响。结果显示，HDM处理后mle12细胞中iNOS表达增加，而加入PG后iNOS表达降低。

同样，在动物模型中，通过qPCR分析检测到HDM小鼠肺组织中iNOS表达显著增加，而肉苁蓉处理后iNOS表达降低。免疫荧光实验也提供了双重验证，HDM小鼠中iNOS表达增加，而肉苁蓉处理后iNOS表达降低。同时，研究者还检测了PI3K的表达水平。与对照组相比，HDM组小鼠肺上皮细胞中PI3K表达上调，表明其参与了哮喘反应。在20 mg/kg剂量下，肉苁蓉未能改善HDM诱导的PI3K表达变化，但较高浓度的肉苁蓉处理有效下调了PI3K的表达。肉苁蓉对PI3K表达的调节与观察到的气道高反应性改善和哮喘小鼠病理条件的缓解相关，表明肉苁蓉可能通过调节PI3K通路发挥其在哮喘治疗中的作用。

图6 iNOS可作为肉苁蓉治疗哮喘的指标

小结

综上所述，本研究通过多学科方法揭示了肉苁蓉在哮喘治疗中的潜力及其作用机制。研究结果表明，肉苁蓉能够显著减轻哮喘小鼠的气道高反应性、炎症细胞浸润和黏液分泌，其作用可能通过调节免疫反应和靶向关键哮喘相关基因和蛋白实现。特别是，肉苁蓉中的活性成分PG能够靶向iNOS，从而抑制炎症相关的NO产生，缓解气道炎症。这些发现为肉苁蓉在哮喘治疗中的应用提供了新的见解，并为未来的研究和临床应用奠定了基础。

参考文献：Liu J, Gao J, Xiong A, Li G, Zhong K, Bai L, Li X, Ran Q, Xiong Y, He X. Exploring Cistanche's therapeutic potential and molecular mechanisms in asthma treatment. Phytomedicine. 2025 Jan;136:156265. doi: 10.1016/j.phymed.2024.156265. Epub 2024 Nov 15. PMID: 39612890.

Tags： 医学界振奋！西南交通大学首次揭示：肉苁蓉中的活性成分PG，通过调节免疫反应和靶向关键基因显著降低哮喘小鼠的炎症反应！