IF6.7,网络药理学+肠道菌群多样性，解析中药防暑机制！
题目：清舒益气汤通过NF-κBMLC通路和肠道菌群改善劳力性热射病引起的肠道屏障损伤
英文名：Qingshu Yiqi decoction ameliorates exertional heat stroke-induced intestinal barrier injury via NF-kB/MLC pathway and gut microbiota
杂志：Phytomedicine
影响因子：6.7
发表时间：2025年05月02日
研究背景：劳力性热射病（EHS）是由高温环境引发的致命疾病，可导致多器官损伤。清舒益气汤（QSYQD）是一种清热补气、保护肠道功能的中药复方，但其防治EHS的机制尚未明确。
研究思路：通过建立EHS大鼠模型，预先给予不同剂量的QSYQD，评估肠道屏障功能，运用网络药理学确定潜在靶点，并通过Western blot验证分子机制，同时利用16SrRNA测序分析肠道菌群组成，以评估QSYQD对EHS的保护作用及机制。
研究结果：
1、QSYQD的组分分析
为明确QSYQD的主要成分，其水提取物通过UPLC-Q-TOF-MS进行分析。正/负离子模式下的UPLC-HRMS基峰离子色谱图（BPI）及UPLC紫外色谱图（UV254nm）（图1B-D）显示QSYQD中存在84种代谢物。其中，小檗碱、巴马汀、黄连碱、表小檗碱、维生素B2、药根碱、非洲防己碱、柠檬酸、格陵兰黄连碱及木兰碱是基于峰面积分析的相对丰度前10的化合物。值得注意的是，其中8种化合物源自黄连（黄莲）。
图1
2、QSYQD缓解EHS大鼠高热
与既往研究中经典热射病（CHS）大鼠的核心体温（Tc）相比，本实验中EHS诱导期间的Tc上升速率显著更快。图2A-D展示了四组实验中单个大鼠的Tc曲线。图2E提供了组间平均Tc值的比较分析。结果显示中剂量QSYQD显著延缓Tc升高速率。进一步分析了每只EHS大鼠发病期的发作时间（图2G）和峰值Tc（图2F），观察到中剂量确实表现出最有效的保护作用且差异显著。综上，QSYQD缓解了EHS大鼠的高热，且中剂量展现出最显著的保护效果。
图2
3、QSYQD减轻EHS诱导的多器官损伤
通过测量血液生化标志物（包括ALT、AST、BUN、CK和CREA）评估大鼠器官损伤，这些标志物是主要器官功能的指标。在非EHS大鼠中，低、中、高剂量QSYQD干预后均未观察到器官损伤迹象，证实这些剂量处于安全范围（图3）。相反，对EHS大鼠的分析显示，QSYQD治疗显著减轻了热应激诱导的器官功能障碍。中剂量QSYQD干预在所有治疗组中表现出最显著的生化标志物改善（图3）。肝、肾、肺和肠道的H&E染色切片进一步检查（图4A-D）与生化结果一致，证实QSYQD干预本身不会引起器官损伤，且中剂量显著减轻了EHS诱导的多器官损伤。
图3
4、QSYQD维持EHS大鼠肠屏障功能
研究表明EHS通过破坏紧密连接蛋白损伤肠屏障，增加通透性，使细菌内毒素（如LPS）进入血液，引发全身炎症。因此，肠屏障在EHS发病机制中起关键作用。图4D显示使用TEM评估肠屏障功能，图像显示Con+EHS大鼠肠屏障显著破坏，包括肿胀、微绒毛紊乱稀疏伴部分脱落、绒毛高度降低以及紧密连接和中间连接模糊（图4E）。对大鼠血液样本中这两种标志物的分析显示，EHS诱导显著升高了两种肠屏障损伤标志物的水平（图5C,D），QSYQD显著减轻EHS诱导的肠屏障蛋白下调并维持屏障连续性（图5a,B）。中剂量QSYQD对肠屏障蛋白的保护作用最有效。屏障蛋白表达的定量分析（图5E-G）显示，中剂量QSYQD在所有三种屏障蛋白中均达到highest保护效能，且观察到统计学显著差异。H&E染色、TEM、ELISA、免疫荧光和Western blot结果证实，QSYQD显著维持了EHS大鼠的肠屏障功能。
图4
5、QSYQD抗EHS的网络药理学分析
韦恩图显示，QSYQD活性化合物靶点与HS疾病靶点共有1160个共同靶点（图6A），这些共同靶点可能作为QSYQD抗EHS的有希望靶点。基于1160个共同靶点，使用STRING和Cytoscape构建PPI网络，包含1024个节点和4686条边（图6C）。为识别核心靶点，使用CytoNCA筛选出225个靶点（图6C）。KEGG通路富集分析共鉴定出286条信号通路。在归类为环境信息处理的前20条KEGG通路中，NF-κB信号通路显著富集（图6D）。根据KEGG富集和大量文献研究，构建"通路-靶点-化合物"网络以揭示QSYQD治疗EHS的潜在机制（图6E）。分子对接显示NF-κB1与化合物间具有强结合亲和力，结合能分别为-6.53±0.17、-8.17±0.15和-5.03±0.29kJ·mol⁻¹（均值±标准差，n=3），符合高亲和力相互作用标准（结合能<-5kJ·mol⁻¹）。
图5
6、QSYQD调节EHS大鼠肠组织中的NF-κB和MLC通路
基于网络药理学结果验证潜在通路。EHS诱导后，NF-κB信号通路相关蛋白（包括p65、IκBα和NF-κB）的磷酸化水平显著升高，而QSYQD显著抑制这种磷酸化激活（图6F,G），发现MLCK表达无显著差异，但磷酸化MLC蛋白被EHS激活并被QSYQD显著抑制。
图6
7、QSYQD调节肠道菌群结构与组成
为探究QSYQD对肠道菌群的影响，采用16SrRNA测序，在OTU水平上QYM组与Con组间存在显著分离（图7A）。OTU水平的韦恩图揭示两组间差异显著：仅582个OTU（51.64%）共有，309个OTU（27.42%）为QYM组独有，236个OTU（20.94%）为Con组独有（图7B）。使用肠道微生物健康指数（GMHI）进一步评估微生物健康，该指数基于物种水平微生物特征反映整体健康状态。Con组与QYM组的比较分析显示，QYM处理显著提升大鼠GMHI，在门和属水平差异均达统计学意义（图7C,D）。Wilcoxon秩和检验比较门和属水平的菌群组成。在门水平，仅Patescibacteria两组间差异显著（图7E）。在属水平，前10个最丰富菌属间观察到显著差异（图7F），其中乳酸杆菌（Lactobacillus）和Colidextribacter在QYM组显著富集，而Romboutsia、Dubosiella、Lachnoclostridium和Turicibacter显著减少。
图7
总结：清舒益气汤（QSYQD）通过抑制NF-κB/MLC通路激活，维持肠道紧密连接蛋白表达，改善菌群结构（增加乳酸杆菌），从而保护EHS大鼠的肠屏障完整性，减轻高热和多器官损伤。中剂量效果最显著，为中药防治热射病提供机制依据。傲星生物深耕生信分析十余载，有丰富的实验方案、完善的下游验证、机制研究服务，一对一专属服务为您排忧解难，助您轻松应对毕业和晋升！
