黄精作为一种已经发展了近千年的传统中药，在很多国家传统上用作滋补品，广泛用于临床治疗肺部疾病、疲劳、虚弱和消化不良。其中多花黄精作为黄精主要来源之一，生多花黄精和蜂蜜加工的多花黄精经常被用作药疗，对改善咳嗽、哮喘和其他肺部疾病有很好的效果。
多糖是一种非常具有生物活性的物质，是原料和蜂蜜加工的多花黄精中最重要的成分，且基于多花黄精对肺部疾病的治疗作用，探讨了多花黄精多糖和蜂蜜加工的多花黄精多糖对急性肺损伤的保护作用。急性肺损伤的发展过程非常复杂，NF-κB通路和AMPK/NRF2通路均参与其中，故本研究通过气管内灌注LPS（lipopolysaccharide,脂多糖）建立ALI（acute lung injury,急性肺损伤）小鼠模型。
成都中医药大学、国家中医药管理局中药炮制工艺国家重点实验室及昆四川开美中药股份有限公司在《Journal of Ethnopharmacology》(JCR1区，IF=5.2)发表了“NF-κB and AMPK-Nrf2 pathways support the protective effect of polysaccharides from Polygonatum cyrtonema Hua in lipopolysaccharide-induced acute lung injury”的研究论文。
本文首先对PCP（polysaccharides from raw Polygonatum cyrtonema Hua, 多花黄精）与HPCP（polysaccharides from honey-processed Polygonatum cyrtonema Hua, 蜂蜜加工后黄精中的多糖）的结构进行了表征。PCP和HPCP的平均分子量分别为8.842×103 Da和5.521×103 Da，采用PMP-HPLC和Seliwanoff相结合的方法检测，推测PCP主要由果糖、葡萄糖和半乳糖组成，而HPCP主要由果糖、葡萄糖、半乳糖以及少量阿拉伯糖和木糖组成。红外图谱显示PCP和HPCP的官能团构型相似，但振动幅度不同，并且多糖在935和812 cm-1附近的吸收峰属于果糖，说明具有β型糖苷键（见图1）。同时，对两种多糖也进行了核磁共振分析，除了质子信号范围是多糖的典型特征外，两者均存在α与β构型的吡喃糖残基的异头氢，也具有β- d -果糖残基的信号。此外，HPCP在异头氢区发生了δ4.49的化学位移，表明存在末端半乳糖或1,4 -β-半乳糖（见图2）。
图2 PCP (A和C)和HPCP (B和D)的1H NMR (A和B)和13C NMR (C和D)谱
以小鼠为研究对象，将70只小鼠随机分为正常对照组（NC）、模型对照组（LPS）、地塞米松对照组(2 mg/kg/dw)(Dex)、PCP低剂量组(400 mg/kg/dw)(PCP - l)和高剂量组(800 mg/kg/dw) (PCP - h)、HPCP低剂量组(400 mg/kg/dw) (HPCP - l)和高剂量组(800 mg/kg/dw) (HPCP - h)。首先通过测量肺干湿比(W/D)评估肺水肿，发现LPS诱导的肺损伤小鼠(LPS组)肺W/D比显著高于NC组，说明肺损伤建立成功。其中HPCP - h组与Dex组间差异最小，疗效最强（见图3）。关于肺组织病理损伤，不同剂量的PCP和HPCP治疗后肺损伤均有明显改善，表现为肺间质增厚明显减少，中性粒细胞明显减少，肺泡壁变薄。与PCP相比，相同剂量下HPCP的病理改善更为明显（见图4）。
图3 PCP和HPCP对LPS致小鼠肺损伤W/D比的影响
图4 PCP和HPCP对肺组织病理改变的影响。肺组织病理切片(A)，↓为部分炎症部位。评定病理评分(B)
为了确定PCP和HPCP对ALI小鼠潜在的抗炎和抗氧化作用，研究了肺组织BALF（bronchoalveolar lavage, 支气管肺泡灌洗）中IL-1β（interleukin-1β, 白细胞介素-1β）、IL-6（interleukin-6, 白细胞介素-6）和TNF-α（tumour necrosis factor-α, 肿瘤坏死因子-α）的水平以及MPO（myeloperoxidase, 髓过氧物酶）和SOD（superoxide dismutase, 超氧化物歧化酶）的活性。显然，LPS注射后小鼠肺部出现了严重的炎症和氧化损伤。通过PCP和HPCP处理，发现BALF中TNF-α、IL-6和IL-1β的升高受到抑制(图5A-C)，MPO活性降低(图5D)，SOD的产生增加(图5E)。
图5 PCP和HPCP可减轻lps诱导的ALI小鼠的炎症和氧化应激。检测BALF中TNF-α (A)、IL-6 (B)、IL-1β (C)水平，测定肺组织中MPO (D)和SOD (E)的活性
为了了解其抗炎机制，本文研究了PCP和HPCP对NF-κB通路的影响。PCP和HPCP处理后，p-IKKβ、p- κbα和p-p65蛋白水平及下游基因(IL-1β、TNF-α和IL-6) mRNA表达量下降，且在相同的剂量下，HPCP更有效（图6）。由于AMPK-Nrf2通路在调节多种抗氧化酶表达中的关键作用，探索了PCP和HPCP处理对p-AMPK、AMPK、Nrf2蛋白及Nrf2下游基因(HO-1和NQO-1)表达的影响。在LPS诱导的ALI小鼠中，PCP和HPCP，尤其是HPCP有效增强了p-AMPK和Nrf2蛋白的表达，同时增加了HO-1和NQO-1 mRNA的表达(图7)。
图6 PCP和HPCP对脂多糖诱导ALI小鼠NF- κB信号通路的影响。Western blot法检测肺组织p-IKKβ、p- κbα、p-p65蛋白水平(A-D)，实时PCR检测大鼠肺组织中TNF-α (E)、IL-6 (F)、IL-1β (G) mRNA的表达
图7 PCP和HPCP对lps诱导ALI小鼠AMPK-Nrf2信号通路的影响。Western blot (A-C)检测肺组织中Nrf2、p-AMPK、AMPK蛋白水平，实时PCR检测大鼠肺组织HO-1 (D)、NQO-1 (E) mRNA表达
综上所述，生的和蜂蜜加工的多花黄精多糖通过NF-κB和AMPK-Nrf2通路对急性肺损伤小鼠具有保护作用，体现在抗氧化和抗炎方面，HPCP比PCP更有效。然而，本研究尚未研究如何通过预防性给药来保护肺部。因此，我们还需要进一步研究多花黄精多糖的作用机制，确定其精确结构，为开发天然保肺药物提供科学依据，为应对当今肺部疾病防治做出更多贡献。
成都中医药大学药学院马云桐、黄勤挽教授为本文的通讯作者
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jep.2022.115153
