黄芩素通过抑制脊髓星形胶质细胞STAT3-LCN2信号改善ACD小鼠的慢性瘙痒

2024-10-02 22:26   广西  


    黄芩素(Baicalein,BE)是从黄芩的根部提取的生物活性黄酮类化合物,具有抗氧化、抗炎、抗变态等多种药理作用。上海中医药大学Zhi-fei Wang研究团队最近(2024年9月)在《Acta Pharmacologica Sinica》杂志上报道,黄芩素改善二苯基环丙烯酮(Diphencyprone,DCP)诱导的过敏性接触性皮炎(Allergic Contact Dermatitis,ACD)小鼠模型慢性瘙痒。研究发现,黄芩素通过抑制脊髓星形胶质细胞中STAT3–LCN2信号通路的激活来减轻瘙痒。黄芩素可能是一种治疗慢性瘙痒新的潜在药物【1】。


01

黄芩素的止痒作用

    Li-xia Du首先利用1%DCP对雄性C57BL/6J小鼠进行刺激致敏,致敏后五天内,连续七天在剃毛皮肤上涂抹0.5%的DCP建立ACD慢性瘙痒模型。研究发现腹腔注射BE(5、30、60 mg·kg−1·d−1)连续7天,能够显著减少小鼠的自发瘙痒行为。与DCP处理的小鼠相比,经BE治疗的小鼠在瘙痒次数、瘙痒行为的曲线下总面积(AUC)和总瘙痒持续时间等指标上均有显著下降。特别是在60 mg·kg−1剂量下,瘙痒次数从平均接近200次降低至100次以下(图1)。BE处理的小鼠在第7天挑战阶段结束时,与DCP处理的小鼠相比,其颈部皮肤表皮厚度显著减少,显示了BE对慢性瘙痒症状的有效缓解。此外,BE治疗并未对小鼠的运动功能产生负面影响,包括运动协调能力和自发行为,这表明BE抑制慢性瘙痒并不是通过影响运动能力实现的。

图1 黄芩素抑制化合物慢性瘙痒


02

黄芩素抑制瘙痒机制

1)黄芩素抑制星形胶质细胞的激活

    先前的研究报道,星形胶质细胞的激活加重慢性瘙痒。Li-xia Du观察到BE对胶质细胞激活具有显著的抑制作用。BE以剂量依赖性方式减少了小鼠脊髓背角(SDH)星形胶质细胞的激活,在60 mg·kg−1·d−1剂量下,角质细胞的分支数目以及突触末端半径(ending radius)以及星形胶质细胞标记物GFAP的平均荧光强度(MFI)都显著降低(图2)【1】。

图2 黄芩素抑制星形胶质细胞的激活


2)黄芩素抑制脂质运载蛋白2

    脂质运载蛋白2(Lipocalin-2,LCN2)是一种小分子量的分泌型蛋白质,属于脂质运载蛋白家族的一员。Li-xia Du的研究认为LCN2参与慢性瘙痒,特别是由DCP诱导的ACD小鼠模型中的LCN2表达增加,且LCN2也表达在SDH星形胶质细胞上,LCN2与星型胶质细胞的激活有关。研究发现腹腔注射BE能够显著抑制LCN2的表达。在60 mg·kg−1·d−1剂量下,BE处理的小鼠与模型组小鼠相比,SDH中的LCN2 mRNA以及蛋白都水平显著降低。通过免疫荧光染色观察到,BE处理显著降低了LCN2与GFAP(星形胶质细胞标记物)的共定位信号,表明BE能有效抑制星形胶质细胞中LCN2的表达和释放(图3)【1】。这些数据表明,BE通过降低LCN2的表达,对慢性瘙痒症状具有显著的治疗效。


图3 黄芩素降低胶质细胞LCN2的表达


3)黄芩素抑制胶质细胞STAT3

    先前研究报道STAT3(Signal Transducer and Activator of Transcription 3)在DNCB诱导AD小鼠模型的慢性瘙痒中扮演了关键角色。通过使用STAT3抑制剂AG490进行的实验也证实了STAT3参与调控星形胶质细胞激活和LCN2表达。进一步研究发现,BE治疗后能够显著抑制SDH中星形胶质细胞的STAT3磷酸化。实验数据显示,BE以剂量依赖性方式降低了p-STAT3的水平,特别是在60 mg·kg−1·d−1剂量下,与模型小鼠相比,BE处理的小鼠SDH中的p-STAT3表达显著减少(图4)【1】。这些结果表明,BE通过抑制STAT3的激活,进而减少LCN2的产生,缓解慢性瘙痒。

图4 黄芩素抑制胶质细胞STAT3


03

黄芩素

1.中文名:黄芩素[2]

2.中文别名:黄芩苷元,黄芩甙元

3.英文名:Baicalein

4.化学名:5,6,7-三羟基黄酮;5,6,7-trihydroxy-2-phenyl-4H-chroMen-4-one

5.分子式:C15H10O5

6.分子量:270.24

7.CAS号:491-67-8

8. 结构式(图5)

图5 黄芩素【2】(https://www.chemicalbook.com/ProductChemicalPropertiesCB0738154.htm)

9.来源

    黄芩、木蝴蝶【2】。


04

小结
  1. 黄芩素抑制ACD慢性瘙痒

  2. 黄芩素抑制星形角质细胞的激活

  3. 黄芩素通过抑制STAT3-LCN2减少星形角质细胞的激活


参考文献


  1. Du LX, Gao XY, Ren XQ, Yang YY, Ding YY, Xu A, Wang XY, Zhang YX, Shu S, Yang YF, Mi WL, Wang ZF. Baicalein ameliorates chronic itch in ACD mice by suppressing the spinal astrocytic STAT3-LCN2 cascade. Acta Pharmacol Sin. 2024 Sep 16. doi: 10.1038/s41401-024-01386-6. 

  2. chemicalbook. 黄芩素[EB/OL]. (无日期)[2024-10-02]. https://www.chemicalbook.com/ProductChemicalPropertiesCB0738154.htm


非常漂亮的工作,值得好好学习


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