天津中医药  2025, Vol. 42 Issue (6): 784-792

文章信息

李晓格, 任娟宁, 姜其宝, 等.
LI Xiaoge, REN Juanning, JIANG Qibao, et al.
麦门冬汤及其组分治疗肺部纤维化的物质基础和药效学研究
Study on the material basis and pharmacodynamic effects of Maimendong Decoction and its fractionated components in the treatment of pulmonary fibrosis
天津中医药, 2025, 42(6): 784-792
Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2025, 42(6): 784-792
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2025.06.17

文章历史

收稿日期: 2025-02-18
麦门冬汤及其组分治疗肺部纤维化的物质基础和药效学研究
李晓格1 , 任娟宁1 , 姜其宝1 , 张晓晓1 , 张庆瑞1 , 姜苗苗1,2     
1. 天津中医药大学, 组分中药国家重点实验室, 天津 301617;
2. 现代中医药海河实验室, 天津 301617
摘要:[目的] 研究麦门冬汤及其组分的物质基础并探讨其在治疗肺纤维化(PF)中的药效作用。[方法] 应用中药提取和色谱分离技术,获得麦门冬汤总提物及其不同极性组分并采用液质联用技术进行定性分析。采用气管注射博来硫酸霉素复制SD大鼠肺纤维化模型。将所有大鼠随机分为空白组(C组)、模型组(M组)、麦门冬汤总提物给药组(Z组)、麦门冬汤水洗脱组分给药组(W组)、麦门冬汤50%乙醇洗脱组分给药组(E50组)、麦门冬汤95%乙醇洗脱组分给药组(E95组)。造模结束后,每只大鼠的灌胃给药剂量均为29.16 g/(kg·d)原药材,空白组和模型组给予灌胃等量的生理盐水,连续灌胃14 d后测定大鼠血清中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素10(IL-10)以及肺组织中羟脯氨酸(Hyp)、Ⅰ型胶原(COL Ⅰ)、Ⅲ型胶原(COL Ⅲ)的含量;苏木精-伊红(HE)染色观察肺内炎症表现;马松(Masson)染色观察肺内胶原活性。[结果] 从麦门冬汤总提物(Z组分)、W组分、E50组分、E95组分中分别鉴定出37、19、25、82个化学成分。麦门冬汤能够明显改善博莱霉素诱导小鼠肺纤维化,对于抗氧化应激,W组分给药组的药效最为明显;各给药组均可有效减少肺组织异常胶原纤维的沉积;对炎症因子的影响,E50组分给药组与E95组分给药组药效更为明显。相比于各极性给药组,Z组药效更为明显。[结论] 在麦门冬汤及其组分中共鉴定了96个化学成分,包括黄酮类、皂苷类、生物碱类、有机酸类以及其他类型的化合物。与模型组比较,麦门冬汤及其各组分给药均可以有效改善组肺组织出血及弹性降低,明显减低肺内炎症程度,氧化应激程度和胶原纤维的沉积。麦门冬汤可以有效治疗肺部纤维化。
关键词麦门冬汤    肺部纤维化    物质基础    抗炎    氧化应激    胶原    

肺部纤维化是一种以肺泡炎和肺泡结构紊乱为主并最终导致的一类具有破坏性、不可逆损伤的弥漫性肺间质纤维化疾病, 是肺功能障碍和呼吸衰竭的主要病理基础。近年来, 该病临床发病率有逐年增高之势, 尤其新型冠状病毒感染疫情后, 作为其后遗症之一的肺纤维化, 引起了全球呼吸专科学者的重点关注[1]。"肺纤维化"为西医病名, 在中医学古籍并没有这一病名, 但根据其咳嗽、咳吐涎沫、劳力性呼吸困难等临床表现, 大多数医家将其归属于中医"肺痿"范畴[2]。肺痿最早出现在张仲景的《金匮要略》中, 即"寸口脉数, 其人咳, 口中反有浊唾涎沫者何?师曰: 为肺痿之病"[3]。麦门冬汤为汉代张仲景的经典名方, 由麦冬、半夏、人参、甘草、大枣、粳米组成。《金匮要略》中云: "火逆上气, 咽喉不利, 止逆下气者, 麦门冬汤主之。"现代研究表明, 麦门冬汤及其加味在临床上可用于治疗肺纤维化[4]。至今, 针对麦门冬汤中单味药化学成分的研究较多, 但是对其复方化学成分的研究较少, Yang等[5]学者采用液相色谱-质谱联用技术, 对麦门冬汤水提物进行分析, 一共鉴定出48个成分。本研究进一步鉴定了麦门冬汤的化学组成, 对其不同极性组分药效进行评价, 为明确其药效物质及及抗肺纤维化的活性组分提供实验依据。

1 实验材料 1.1 实验动物

实验动物为雄性SD大鼠42只, SPF级别, 体质量180~200 g, 由北京维通利华实验动物技术有限公司提供, 实验动物经过天津中医药大学实验动物管理委员会批准(伦理号TCM-LAEC2021299x166)饲养于天津中医药大学动物中心。

1.2 药物与试剂

麦门冬汤: 麦冬(批号: 20191201, 四川)、清半夏(批号: 190702, 甘肃)、生晒参片(批号: 20191225, 吉林)、大枣(批号: 20200201, 河南)、甘草(批号: 20181201, 内蒙古), 粳米(大米), 均购买于北京同仁堂天津南开大药房有限公司。各药材饮片均符合《中华人民共和国药典》2020年版一部相关项下的性状规定, 经天津中医药大学中医药研究院姜苗苗教授鉴定分别为麦冬Ophiopogon japonicus(L.f)Ker-Gawl.的干燥块根, 天南星科植物半夏Pinellia ternate(Thunb.)Breit.的干燥块茎的相关炮制加工品, 五加科植物人参 Panax ginseng C.A.Mey.的干燥根和根茎, 以及鼠李科植物枣Ziziphus jujuba Mill.的干燥成熟果实, 豆科植物甘草Glycyrrhiza uralensis Fisch.干燥根和根茎, 禾本科植物稻Oryza sativa L.甲醇、乙腈、甲酸(色谱纯); 乙醇(分析纯); 水为超纯水; 10%福尔马林固定液(组织固定液); 生理盐水; 醋酸泼尼松(CAS: 125-10-0);硫酸博来霉素(CAS: 9041-93-4);三溴乙醇(批号: T903147);超氧化物歧化酶(SOD)测定试剂盒(批号: A001-3)购买于南京建成生物工程有限公司; 大鼠肿瘤坏死因子-α(TNF-α)试剂盒(批号: ZC-37624)、大鼠白细胞介素-10(IL-10)试剂盒(批号: ZC-36379)、大鼠羟脯氨酸(Hyp)试剂盒(批号: ZC-37113)、大鼠Ⅰ型胶原(COL Ⅰ)试剂盒(批号: ZC-36122)、大鼠Ⅲ型胶原(COL Ⅲ)试剂盒(批号: ZC-36009)、丙二醛(MDA)含量测定试剂盒(批号: ZC-S0343)均购买于上海茁彩生物有限公司。

1.3 仪器

高速离心机(德国Eppendorf股份有限公司); 超声波清洗机(宁波新芝生物科技有限公司); 涡旋混匀仪(美国Labnet International公司); 冷冻干燥机(日本东京理化器械株式会社); 旋转蒸发仪的(上海亚荣生化仪器厂); 高分辨质谱仪(美国Thermo Fisher Scientific); 十万分之一天平(瑞士Mettler Toledo公司)

2 方法 2.1 提取与分离

分别称取麦冬70 g, 清半夏10 g, 生晒参9 g, 甘草6 g, 大枣10 g, 粳米3 g, 加10倍量水, 浸泡30 min, 加热回流提取60 min; 过滤之后往滤渣中加入8倍量水, 加热回流提取30 min, 合并提取液, 浓缩, 冷冻干燥, 得到麦门冬汤总提物(Z)冻干粉末, 提取率为54.63%。将麦门冬汤总提物冻干粉进一步使用D101型大孔吸附树脂依次用水、50%乙醇、95%乙醇洗脱, 分别得到麦门冬汤大孔吸附树脂水洗脱组分(W)、50%乙醇洗脱组分(E50)、95%乙醇洗脱组分(E95), 将以上各组分洗脱液减压浓缩、冷冻干燥后, 得到各组分冻干粉末, W得率为67.33%、E50得率为16.04%, E95得率为0.50%。

2.2 供试品溶液的配制

分别称取Z、W、E50、E95不同组分粉末各5 mg, 依次加入1 mL 20%甲醇、20%甲醇、20%甲醇、50%甲醇溶解, 涡旋, 超声溶解, 离心(3 500 r/min, 10 min, 离心半径9.5 cm), 吸取上清液, 用0.22 μm微孔滤膜滤过, 待测。

2.3 色谱条件与质谱条件

色谱条件: Thermo Scientific UltiMate 3000超高效液相色谱仪; 色谱柱: Waters ACQUITY UPLC BEH C18(1.7 μm, 2.1 mm×100 mm); 柱温: 35℃; 进样量: 2 μL; 流速: 0.3 mL/min; 以乙腈(A)-0.1%甲酸水(B)为流动相, 梯度洗脱条件如下: 0~2 min, 5%~10%;2~5 min, 10%~20%A; 5~10 min, 20%~23%, 10~15 min, 23%~35%, 15~20 min, 35%~95%;质谱条件: 四极杆-静电场轨道阱(UHPLC-ESI-Q-Exactive-Orbitrap)系统, 采用电喷雾离子源(ESI)。雾化气为氮气(N2); 喷雾电压: 3.5 kV; 鞘气流量(N2): 35 L/h; 辅助气(N2): 10 L/h; 毛细管温度: 350℃; 辅助器加热温度: 350℃。一级图谱采用正负离子Full MS/dd-MS2(TopN)全扫描模式, 质量扫描范围: m/z 100~1500, 全扫描分辨率70 000 FWHM, 自动增益值(AGC target)设置为3e6; 二级碎片图谱采用目标离子检测模式, 分辨率17 500 FWHM; 所用碰撞诱导解离(HCD)能量梯度设置为30/40/50V。

2.4 模型制备及分组

将42只实验动物饲养于天津中医药大学实验动物中心SPF级标准动物饲养房。适应性喂养7 d后, 将所有大鼠随机分为6组, 每组7只, 分别为空白(C)组、模型(M)组、Z组、W组、E50组、E95组。采用一次性气管内滴注硫酸博来霉素溶液(剂量: 5 mg/kg)的方法复制肺纤维化模型大鼠[6]。用2%三溴乙醇溶液(7.5 mL/kg)经腹腔注射进行麻醉, 之后将大鼠仰卧位固定在鼠板上, 用75%乙醇对其颈部及其手术器械进行消毒后, 从大鼠颈部正中线位置纵向剪开其皮肤, 用镊子小心分离皮肤及皮下组织, 使气管充分暴露, 之后经气管软骨环间隙一次性向气管内缓慢注入硫酸博来霉素溶液后垂直放置大鼠, 将其左右旋转1~2 min, 使药液在肺中能够尽可能的均匀分布, 之后缝合大鼠伤口, 消毒, 待其醒后放回笼中饲养。正常组大鼠按照相同操作注入等体积的生理盐水。

造模结束后, 每只大鼠的灌胃给药剂量均为29.16 g/(kg·d)原药材(临床等效剂量3倍), 空白组和模型组给予灌胃等量的生理盐水, 连续灌胃14 d。

2.5 样本采集

于第14天灌胃给药结束后, 禁食不禁水24 h之后取材。大鼠麻醉后, 剖开腹腔进行腹主动脉取血, 将全血在室温下静置4 h, 于4℃、3 500 r/min离心10 min, (离心半径9.5 cm)取上层血清, 待测。采血完成后, 剖开大鼠胸腔, 剥离肺组织, 将残留在肺组织上的血用预冷的生理盐水漂洗除去, 吸水纸滤干、拍照并称质量, 计算肺系数(肺系数=肺湿质量/体质量×100%)。之后将左肺置于10%福尔马林溶液中, 用于做动物病理切片; 右肺分为3份, 储存于-80℃超低温冰箱中, 用于后续的实验分析。

2.6 肺组织病理形态学观察

选取大鼠左肺组织, 对其进行苏木精-伊红(HE)染色及马松(Masson)染色。染色步骤: 1)组织固定。2)组织脱水。3)组织包埋。4)组织切片。5)染色。

2.7 血清指标检测

取血清适量, 根据试剂盒相关说明及操作, 测定血清中SOD、MDA、TNF-α、IL-10含量。

2.8 肺组织指标检测

精密称取肺组织适量, 按质量(g): 体积(mL)=1:9的比例加入生理盐水, 加入磁珠, 用组织研磨仪进行研磨, 之后将肺组织匀浆液进行离心(4℃, 3 500 r/min, 离心10 min, 离心半径9.5 cm), 吸取上清液, 使用酶联免疫吸附实验(ELISA)法, 严格按照试剂盒相关操作说明测定组织中Hyp、COL Ⅰ、COL Ⅲ含量。

2.9 数据处理

实验结果均以GraphPad Prism 9软件进行统计分析, 各组间统计学差异采用单因素方差分析(one-way-ANOVA)进行比较.

2.10 结果 2.10.1 麦门冬汤及其组分化学成分分析

采用Thermo ScientificTM XcaliburTM系统分析质谱数据, 根据正负离子模式下准分子离子峰的精确分子量, 预测其可能的分子式, 与自建数据库匹配进行初步推断; 之后结合保留时间、碎片离子推测其可能的结构。麦门冬汤总提物及不同组分中共鉴定了96个化学成分, 各组分的总离子流图见图 1-图 4, 鉴定结果见开放科学(资源服务)标识码(OSID)。

注:图a,正离子模式;图b,负离子模式。 图 1 麦门冬汤总提物(Z)总离子流图 Fig. 1 Total ion current diagram of Z
注:图a,正离子模式;图b,负离子模式。 图 2 麦门冬汤水洗脱组分(W)总离子流图。 Fig. 2 Total ion current diagram of W
注:图a,正离子模式;图b,负离子模式。 图 3 麦门冬汤50%乙醇洗脱组分(E50)总离子流图 Fig. 3 Total ion current diagram of E50
注:图a,正离子模式;图b,负离子模式。 图 4 麦门冬汤95%乙醇洗脱组分(E95)总离子流图 Fig. 4 Total ion current diagram of E95
2.10.2 化学成分解析 2.10.2.1 黄酮类成分解析

黄酮类成分, 既包括含糖基的黄酮苷, 也包括黄酮苷元, 其中黄酮苷类的糖苷键容易断裂丢失形成m/z 255[M-C6H8O6-H]-碎片离子, 随后m/z 255通过RDA裂解而形成m/z 135的碎片离子, 其进一步可裂解为m/z 119基峰碎片离子[7], 这可以作为此类成分的特征离子。以15号化合物为例, 在保留时间4.43 min处负离子模式下有m/z 417.119 1[M-H]-的分子离子峰, 经分析预测其分子式为C21H22O9。负离子二级质谱中有m/z 255.065 8、m/z 135.007 4的碎片离子, 根据质谱碎片与文献[8]比对, 推测15号峰化合物为甘草苷, 通过与对照品比对, 确定其为甘草苷, 可能的裂解途径见图 5; 在保留时间4.65 min处负离子模式下有m/z 417.119 1[M-H]-的分子离子峰, 且碎片信息与15号化合物相同, 推测它们互为同分异构体, 根据其出峰时间与极性大小, 确认21号峰为异甘草苷。

图 5 甘草苷的裂解途径 Fig. 5 Fragmentation pathway of liquiritin

此复方鉴定的高异黄酮类有甲基麦冬黄烷酮A、麦冬黄烷酮C、麦冬黄烷酮F、甲基麦冬黄烷酮B、甲基麦冬黄酮A、麦冬黄酮A、麦冬黄酮C、麦冬二氢高异黄酮F等化合物。以78号峰为例进行解析, 在保留时间15.89 min处负离子模式下有m/z 341.101 4[M-H]-的准分子离子峰, 分析预测其分子式为C19H18O6, 误差为-1.538, 符合要求。二级质谱中有m/z 208.068 1、m/z 178.062 3、m/z 163.038 8的碎片离子, 根据相关文献[9]报道及裂解规律, 推测78号峰为甲基麦冬黄烷酮A, 其可能的裂解规律见图 6

图 6 甲基麦冬黄烷酮A的裂解途径 Fig. 6 Fragmentation pathway of methylophiopogonanone A
2.10.2.2 皂苷类成分解析

皂苷类成分主要存在于麦冬、人参及甘草中, 是麦门冬汤重要的活性成分。人参皂苷常在负离子模式下被鉴定, 其加合离子形式主要以[M-H]-、[M-H+HCOOH]-为主。在裂解过程中, 分子离子峰大多数情况下均丢失葡萄糖分子, 分别形成m/z 459、475、455等特征碎片离子[10]。在此复方中鉴定的人参皂苷类化合物主要有人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1、人参皂苷Rd、人参皂苷Ra1、丙二酸甲酰基Rb1等。以26号峰为例, 保留时间6.29 min处负离子模式下有m/z 845.491 0[M-H+HCOOH]-m/z 799.483 9[M-H]-的准分子离子峰, 二级质谱碎片m/z 637.431 0[M-H-C6H10O5]-m/z 799.483 9[M-H]-失去1个脱水葡萄糖中性离子得到的; 此碎片离子再失去1个脱水葡萄糖中性离子, 产生m/z 475.379 1[M-H-C6H10O5-C6H10O5]-碎片离子, 与参考文献比对[11], 结合该化合物二级质谱碎片, 推断该化合物可能为人参皂苷Rg1, 其可能的裂解规律见图 7

图 7 人参皂苷Rg1的裂解途径 Fig. 7 Fragmentation pathway of ginsenoside Rg1

68号化合物在保留时间15.26 min处负离子模式下, 有m/z 991.548 5[M-H+HCOOH]-准分子离子峰, m/z 991.548 5[M-H+HCOOH]-失去一分子甲酸得到m/z 945.541 2[M-H]-的基峰碎片, m/z 945.541 2[M-H]-基峰碎片离子分别失去1、2、3个脱水葡萄糖中性离子得到基峰碎片离子m/z 783.489 7[M-H-C6H10O5]-m/z 621.436 5[M-H-2(C6H10O5)]-m/z 459.384 4[M-H-3(C6H10O5)]-, 与参考文献比对[12]并结合质谱相关碎片信息, 分析预测其分子式为C48H82O18, 标准偏差为0.256, 符合要求, 推测68号化合物为人参皂苷Rd。

甘草皂苷主要以三萜皂苷为主, 以73号峰为例, 在保留时间15.37 min处负离子模式下有m/z 821.395 2[M-H]-的准分子离子峰, 经分析预测其分子式为C42H62O16。负离子二级质谱中产生m/z 645.361 0[M+H-C6H8O6]-m/z 469.331 7[M+H-2C6H8O6]-m/z 351.056 2[2C6H8O6-H]-等碎片离子, 它们分别为失去一分子葡萄糖醛酸、为失去两分子葡萄糖醛酸后得到的或两分子葡萄糖醛酸同时掉落缩合在一起形成的碎片离子峰, 推测可能的裂解过程见图 8, 通过与文献[13]比对, 将73号峰化合物鉴定为甘草酸。

图 8 甘草酸的裂解途径 Fig. 8 Fragmentation pathway of glycyrrhizic acid

生物碱是一类含氮碱性化合物, 因其含有的碱性官能团, 因此在正离子模式下响应较高。在复方中只鉴定出两个生物碱类成分腺苷和葫芦巴碱。以化合物7为例, 在保留时间0.92 min处正离子模式下, 准分子离子峰m/z 268.103 2[M+H]+, 经软件分析预测其分子式为C10H13N5O4, 误差为-3.097, 符合要求。二级质谱碎片离子有m/z 136.061 6、m/z 119.035 0, 结合文献报道[14]与质谱裂解信息, 推断7号峰为腺苷, 其可能裂解规律见图 9

图 9 腺苷的裂解途径 Fig. 9 Fragmentation pathway of adenosine
2.10.3 麦门冬汤及其组分对大鼠肺组织外形态, 肺系数, 肺组织中Hyp、COL Ⅰ、COL Ⅲ含量以及血清中SOD、MDA、TNF-α、lL-10含量的影响

实验结果见图 10。气管内注射硫酸博莱霉素可成功复制大鼠肺纤维化模型。C组大鼠肺组织结构正常、清晰完整, 未见肺泡壁增厚, 肺泡细胞的融合, 无明显炎症细胞浸润, 可见正常胶原纤维支架呈蓝色, 无异常胶原沉积; M组与C组相比, 肺泡结构被破坏, 大量的肺泡塌陷融合, 伴随着肺泡壁增厚, 炎性细胞浸润, 且能够看到大量蓝色胶原纤维沉积(图 10A); 与C组相比, M组大鼠血清中SOD的含量明显降低(P < 0.05), MDA的含量显著上升(P < 0.05), 而肺组织中Hyp、COL Ⅰ、COL Ⅲ的含量均显著升高(P < 0.001), 血清中炎症因子TNF-α表达水平显著升高(P < 0.000 1), 抗炎症因子IL-10表达水平显著降低(P < 0.01);各给药组与模型组相比, 肺泡炎程度及胶原纤维的沉积均明显减轻, 各给药组肺系数显著降低(P < 0.001;见图 10A图 10B)。与M组相比, 各给药组处理后大鼠肺组织中Hyp和COL Ⅲ含量显著降低(P < 0.05;见图 10C); Z、W大鼠血清中SOD含量显著升高(P < 0.01), Z、W、E50、E95血清中MDA含量显著降低(P < 0.05;见图 10D); 各给药组大鼠血清中TNF-α表达水平显著降低且Z、E50、E95中IL-10表达水平显著升高(P < 0.05, Z组P < 0.01;见图 10E)。

注:图A,完整的肺组织和病理切片结果(标尺:100 μm);图B,每组肺系数的统计结果;图C,各组大鼠肺组织中Hyp、COL Ⅰ、COL Ⅲ含量的测定结果;图D,各组大鼠血清中SOD和MDA的含量;图E,各组大鼠血清中IL-10和TNF-α的含量。n=7。与C组比较,*P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001;与M组比较,#P < 0.05,##P < 0.01,###P < 0.001。 图 10 麦冬门汤的总提取物及其极性组分对肺纤维化小鼠具有治疗作用 Fig. 10 The total extract and polar fractions of Maimendong Decoction exert therapeutic effects on pulmonary fibrosis in mice
3 讨论

肺纤维化发病机制复杂, 对肺纤维化的治疗, 西医多采用糖皮质激素、免疫抑制剂、细胞因子抑制剂及非特异性抗炎等进行治疗[15]。近年虽不断有新药上市, 但由于其易致依赖性且易导致代谢紊乱、免疫抑制及继发感染等不良反应, 且部分药品价格高昂, 并不能被患者所接受[16]。目前, 肺纤维化相对有效的治疗手段仍是肺移植手术, 但由于供体稀缺、费用高昂且手术风险较高, 其在临床上的应用受到极大限制[17]。因此, 寻找新的能够减缓肺纤维化发生发展过程或逆转肺纤维化的治疗方法或药物显得尤为重要。已有研究表明, 麦门冬汤在临床可用于治疗肺纤维化, 对麦门冬汤复方的物质基础研究仍在不断探索中。

本研究在麦门冬汤及各组分中鉴定的黄酮类化合物主要来自于麦冬和甘草, 麦冬中的高异黄酮类化合物如甲基麦冬黄烷酮B、麦冬黄烷酮A具有抗氧化应激、抗非小细胞肺癌等药理活性[18-19]; 甘草中的化合物异甘草素能够抑制TGF-β1诱导的A549细胞的上皮-间充质转化(EMT)进程, 维护A549细胞上皮样形态, 减少肺成纤维细胞的产生[20]。皂苷类成分主要为麦冬皂苷和人参皂苷及少数几个甘草皂苷。现代药理研究表明麦冬皂苷能明显减轻小鼠肺部炎症反应, 使肺组织形态结构趋向正常[21]; 麦冬皂苷D能抑制炎性细胞因子的释放而对急性肺损伤具有缓解作用[22]; 人参总皂苷通过调节肺纤维化小鼠血清中的自由基水平来抑制博来霉素诱导小鼠肺纤维化[23]; 人参皂苷Rb1能够缓解炎症, 减轻机体肺组织内质网应激反应, 减少基质金属蛋白酶2(MMP2)的表达[24]; 人参皂苷Rg1能够调节血小板源性生长因子-A(PDGF-A)的表达发挥抗纤维化的作用[25]。甘草皂苷如甘草酸能减轻过氧化应激对抗炎症的损伤, 调节体内自由基代谢, 抑制细胞外基质的异常沉积与肺组织结构重塑, 改善肺功能, 从而达到治疗肺纤维化的作用[26]。此外, 生物碱类成分如腺苷能通过促进基质细胞结构恢复减轻肺纤维化病变[27]。上述不同类型的活性成分互相作用, 共同发挥麦门冬汤抗肺纤维化的药理作用, 为深入研究麦门冬汤的药效物质基础及质量控制提供了理论依据。

据文献报道, 炎症反应是肺纤维化发生发展过程中的重要病理特征[28]。气管注射博来霉素能诱发肺部炎症, 使得炎症细胞浸润, 炎症细胞释放出TNF-α、IL-1β等促炎因子, 使肺部炎症反应加重, 并最终导致肺泡炎和肺纤维化的形成。IL-10作为一种抗炎因子, 能降低TNF-α等促炎因子的形成, 减缓肺纤维化的发生发展[29]。在本研究中, M组大鼠的促炎因子明显升高, 抗炎因子明显降低, 给药后具有回调作用。Z组与M组相比, IL-10含量显著升高而TNF-α含量显著降低(P < 0.01), W组与M组相比, TNF-α含量显著降低(P < 0.05), IL-10含量降低但变化不显著, 其余给药组与M组相比IL-10含量显著升高而TNF-α含量显著降低(P < 0.05)。对于抗炎, E50、E95组分效果较优, Z组给药效果优于各极性组分给药组, 麦门冬汤及其不同组分能够减缓肺纤维化发生发展过程中的炎症反应。当肺部遭到损伤发生炎症反应后, 能够产生多种重要的活性氧(ROS), 机体清除ROS的功能低下时, 引发氧化应激此外, 而ROS的形成会导致脂质过氧化物的增加, MDA作为脂质过氧化的终产物, 其含量的变化能够反映机体氧化应激的程度[30]。在本研究中, M组的抗氧化剂显著降低, MDA显著升高, 给药后有所改善, 说明麦门冬汤可以通过调节氧化应激反应来改善肺纤维化。肺纤维化特征性病理特点为成纤维细胞过度增殖并分化为肌成纤维细胞, 肌成纤维细胞分泌大量胶原纤维, 细胞外基质(ECM)异常沉积, 肺泡结构坍塌融合, 最终导致纤维化的发生发展[31]。ECM中胶原的主要成分为COL Ⅰ和COL Ⅲ, 其中COL Ⅲ为肺间质的主要胶原成分[32], Hyp为胶原纤维所独有的氨基酸, 其含量可以代表特定部位胶原的含量, 因此测定肺组织中Hyp的含量可以用来反映大鼠肺纤维化的程度并用于判断药物的治疗效果[33]。本研究中, M组COL Ⅲ和Hyp含量显著升高, 而给药后回调, 各给药组均显著有效且Z组效果最佳(P < 0.01), 说明麦门冬汤能够能够减少胶原纤维的异常沉积, 从而起到抗肺纤维化的作用。

实验结果表明麦门冬汤不同极性给药组具有不同程度的治疗肺纤维化的作用。对于抗氧化应激, W组药效最为明显; 对大鼠肺组织胶原纤维的影响, 各给药组均有效; 对炎症因子的影响, E50组与E95组药效更为明显, 但是麦门冬汤中总提物疗效最优。这说明了麦门冬汤各极性组分具有不同的治疗优势和偏向, 但是各组分间相互作用才能更好地发挥疗效。麦门冬汤复方具有整体作用的优势。徐梦真等学者研究发现对博来霉素诱导的特发性肺纤维化小鼠, 麦门冬汤给药28 d后可减少ECM沉积, COL Ⅰ水平减少(P < 0.05), 延缓特发性肺纤维化进程, 其机制可能与抑制STAT3/PD-1/PD-L1免疫调控信号通路有关[34]。已有学者发现博来霉素所致的肺纤维化大鼠体内存在JAK2/STAT1通路的异常激活及免疫失衡, 麦门冬汤可通过抑制该通路的异常活化及调节免疫来改善肺纤维化病理进程, 随着给药剂量的增加疗效增加[35]。黄健华等研究发现在博莱霉素诱导大鼠肺纤维化模型中, 麦门冬汤能抑制上皮间质转化过程, 减轻大鼠肺部的炎症, 从而改善肺纤维化, 推测其机制可能与麦门冬汤通过调节TLR4-NF-κB信号通路有关[36]

综上所述, 麦门冬汤全方及各组分均能抑制部纤维化且各组分对于炎症, 氧化应激, 肺组织胶原纤维异常沉积的作用各不相同, 且全方的疗效优于各组分; 在临床实践中应用麦门冬汤全方治疗肺部纤维化能够取得积极临床疗效。但是在本实验中给药后各给药组COL Ⅰ含量具有下降趋势而效果不显著, 推测与给药时间较短有关, 延长给药时间可提升治疗肺部纤维化的效果, 未来应该在本研究基础上延长给药时间, 同时增加p-STAT3、PD-1、PD-L1和IL-17A等更多肺部纤维化关键指标来进一步验证麦门冬汤治疗肺部纤维化的效果; 同时本研究未来对麦门冬汤治疗肺部纤维化的量效关系进行考察从而进一步探索麦门冬汤治疗肺部纤维化的机制, 未来将会学习借相关研究和理论, 对本研究进一步深化, 为麦门冬治疗肺部纤维化提供更多的理论依据。

参考文献
[1]
詹曦, 刘冰, 童朝晖. 新型冠状病毒肺炎炎症后肺纤维化的现状与思考[J]. 中华结核和呼吸杂志, 2020, 43(9): 728-732.
[2]
于国强, 吕晓东. 吕晓东主任医师治疗肺纤维化经验[J]. 实用中医内科杂志, 2007, 27(2): 20.
[3]
赖乾, 李金田, 袁振洁, 等. 《金匮要略》所载方药对肺间质纤维化治疗理论分析[J]. 亚太传统医药, 2016, 12(12): 60-61.
[4]
任娟宁, 范文京, 李彤, 等. 麦门冬汤化学成分及治疗肺纤维化研究进展[J]. 辽宁中医药大学学报, 2022, 24(6): 155-159.
[5]
YANG L, ZHU Z, QI Z, et al. Comparative analysis of the chemical consistency between the Traditional and Mixed Decoction of Maimendong Decoction by ultra-performance liquid chromatography coupled to quadrupole with time-of-flight mass spectrometry(UPLC-QTOF-MS)-based chemical profiling approach[J]. Journal of Chromatographic Science, 2020, 58(6): 549-561. DOI:10.1093/chromsci/bmz104
[6]
ZhANG K, SI X P, HUANG J, et al. Preventive effects of rhodiola rosea L. on bleomycin-induced pulmonary fibrosis in rats[J]. Journal of Chromatographic Science, 2016, 17(6): 879.
[7]
杨彬, 王媛, 田梦, 等. 基于UPLC-Q-TOF-MS/MS研究法半夏中甘草化学成分[J]. 中国实验方剂学杂志, 2017, 23(3): 45-49.
[8]
续艳丽, 李晨曦, 杨飞霞, 等. 基于UHPLC-Q-Exactive Orbitrap MS技术分析经典名方芍药甘草汤的化学成分[J]. 南京中医药大学学报, 2021, 37(6): 938-948.
[9]
LI N, ZHANG J Y, ZENG K W, et al. Anti-inflammatory homoisoflavonoids from the tuberous roots of Ophiopogon japonicus[J]. Fitoterapia, 2012, 83(6): 1042-1045. DOI:10.1016/j.fitote.2012.05.011
[10]
王若柳, 王海强, 范骁辉, 等. LC-Q-TOF-MS和LC-IT-MS分析参麦注射液中化学成分[J]. 中国中药杂志, 2020, 45(3): 555-564.
[11]
张琰, 李方彤, 韩铭鑫, 等. 通过RRLC-Q-TOF MS和UPLC-QQQ MS分析原人参三醇型皂苷在人肠道菌群中的代谢产物[J]. 质谱学报, 2020, 41(1): 66-75.
[12]
孙建锋, 董文婷, 陈丽艳, 等. 基于UPLC-Q-TOF-MS分析人参豆豉复合发酵物化学成分[J]. 中国中药杂志, 2021, 46(6): 1417-1429.
[13]
赵艳敏, 刘素香, 张晨曦, 等. 基于HPLC-Q-TOF-MS技术的甘草化学成分分析[J]. 中草药, 2016, 47(12): 2061-2068.
[14]
葛琦, 万晶琼, 朱益灵, 等. 金蝉花核苷类成分的LC-MS定性分析与HPLC含量测定[J]. 天然产物研究与开发, 2019, 31(11): 1857-1863, 1927.
[15]
董秀, 解染, 李若茗, 等. 吡非尼酮治疗特发性肺纤维化的快速卫生技术评估[J]. 中国新药杂志, 2020, 29(20): 2389-2394.
[16]
赵稳, 王延生, 周霞, 等. 肺纤维化急性加重患者短期内死亡危险因素分析[J]. 广州医药, 2020, 51(5): 1-4, 20.
[17]
HOMMA S, BANDO M, AZUMA A, et al. Japanese guideline for the treatment of idiopathic pulmonary fibrosis[J]. Respir Investigation, 2018, 56(4): 268-291.
[18]
WANG Y, LIU F, LIANG Z, et al. Homoisoflavonoids and the antioxidant activity of ophiopogon japonicus root[J]. Iranian Journal of Pharmaceutical Research, 2017, 16(1): 357-365.
[19]
周一峰, 戚进, 朱丹妮, 余伯阳. 麦冬须根高异黄酮类成分及其清除氧自由基作用(英文)[J]. 中国天然药物, 2008, 6(3): 201-204.
[20]
蔡风林, 王梅芳, 程雪琴, 等. 异甘草素对体外肺纤维化模型的作用及其机制[J]. 医药导报, 2022, 41(2): 167-174.
[21]
孙妍, 王静, 侯喆, 等. 麦冬有效部位提取及对支原体感染小鼠肺组织免疫调节作用[J]. 吉林中医药, 2021, 41(4): 510-515.
[22]
王莹. 麦冬皂苷D通过激活AMPK/NF-κB信号通路缓解PM2.5诱导的肺泡上皮细胞炎症反应[D]. 长春: 吉林大学, 2019.
[23]
罗敏, 舒磊, 李映莹, 等. 人参茎叶总皂苷抑制肺纤维化小鼠血清氧化水平的研究[J]. 遵义医学院学报, 2016, 39(3): 260-265.
[24]
罗文娟, 王灿敏, 叶敏宜. 人参皂苷Rb1对百草枯所致呼吸衰竭大鼠肺功能影响及机制研究[J]. 医学研究杂志, 2020, 49(2): 86-91, 98.
[25]
黄锋, 孙娟, 杨智华, 等. 人参皂苷Rg1灌胃对大鼠特发性肺间质纤维化的治疗作用及其机制探讨[J]. 山东医药, 2017, 57(27): 40-42.
[26]
高瑕, 李万成. 甘草酸制剂防治肺纤维化的研究进展[J]. 西北国防医学杂志, 2020, 41(11): 718-723.
[27]
楼皖玲, 陈兰举, 刘欣. 腺苷对博莱霉素所致肺纤维化以及脾与骨髓等基质细胞坏死的影响[J]. 中国组织化学与细胞化学杂志, 2002, 12(1): 89-91.
[28]
ZHOU L L, WANG M, LIU F, et al. Cigarette smoking aggravates bleomycin-induced experimental pulmonary fibrosis[J]. Toxicol Letters, 2019, 303: 1-8.
[29]
YOU X Y, XUE Q, FANG Y, et al. Preventive effects of Ecliptae Herba extract and its component, ecliptasaponin A, on bleomycin-induced pulmonary fibrosis in mice[J]. Journal of Ethnopharmacology, 2015, 175: 172-180.
[30]
YUHAI G U, ZHEN Z. Significance of the changes occurring in the levels of interleukins, SOD and MDA in rat pulmonary tissue following exposure to different altitudes and exposure times[J]. Experimental and Therapeutic Medicine, 2015, 10(3): 915-920.
[31]
CAMINATI A, MADOTTO F, CESANA G, et al. Epidemiological studies in idiopathic pulmonary fibrosis: Pitfalls in methodologies and data interpretation[J]. European Respiratory Review, 2015, 24(137): 436-444.
[32]
GHOSH A K. Factors involved in the regulation of type Ⅰ collagen gene expression: Implication in fibrosis[J]. Experimental Biology and Medicine, 2002, 227(5): 301-314.
[33]
史玲玲, 白芳. 尼达尼布脂质体治疗肺纤维化大鼠效果及其机制[J]. 中南医学科学杂志, 2018, 46(5): 482-486.
[34]
徐梦真, 刘传国, 巩丽丽, 等. 基于PD-1/PD-L1信号通路探讨麦冬汤对特发性肺纤维化小鼠的影响[J]. 中成药, 2024, 46(2): 437-443.
[35]
周怡菲, 刘锐, 刘丽, 等. 麦冬汤对肺纤维化大鼠JAK2/STAT1信号通路的影响[J]. 时珍国医国药, 2024, 35(1): 52-55.
[36]
黄健华, 刘锐, 周怡菲, 等. 麦冬汤通过调节TLR4-NF-κB通路对大鼠肺纤维化作用机制研究[J]. 辽宁中医杂志, 2024, 51(11): 188-193, 227-228.
Study on the material basis and pharmacodynamic effects of Maimendong Decoction and its fractionated components in the treatment of pulmonary fibrosis
LI Xiaoge1 , REN Juanning1 , JIANG Qibao1 , ZHANG Xiaoxiao1 , ZHANG Qingrui1 , JIANG Miaomiao1,2     
1. State Key Laboratory of Component-based Chinese Medicine, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 301617, China;
2. Haihe Laboratory of Modern Chinese Medicine, Tianjin 301617, China
Abstract: [Objective] To investigate the material basis of Maimendong Decoction and its components, and to explore their therapeutic effects on pulmonary fibrosis(PF). [Method] Standard herbal extraction techniques and chromatographic separation techniques were applied to obtain the total extract of Maimendong Decoction and its different polarity components, followed by qualitative analysis using liquid chromatography-mass spectrometry(LC-MS). The PF model in SD rats was replicated by intratracheal injection of bleomycin. All rats were randomly divided into blank group, model group, Z group, W group, E50 group and E95 group. After modeling, each rat received 29.16 g/(kg·d) of crude drug equivalents via intragastric administration, and the blank group and the model group were given the same amount of normal saline. After continuous intragastric administration for 14 days, serum levels of SOD, MDA, TNF-α, IL-10 and and lung tissue levels of Hyp, COL Ⅰ, COL Ⅲ were measured. Hematoxylin-eosin(HE) staining was used to observe the inflammatory manifestations in the lungs. Masson's trichrome staining was used to observe the collagen activity in the lungs. [Results] A total of 37, 19, 25, 82 chemical components were identified from the total extract of Maimendong Decoction(Z), W, E50 and E95, respectively. Maimendong Decoction significantly improved bleomycin-induced PF in mice. The W group showed the most significant anti-oxidative stress effects. Each administration group can effectively reduce the deposition of abnormal collagen fibers in lung tissue. The effect of E50 component administration group and E95 component administration group on inflammatory factors was more obvious. Compared with each polar administration group, the efficacy of group Z was more obvious. [Conclusion] A total of 96 chemical components were identified in the total extract and its components of Maimendong Decoction, including flavonoids, saponins, alkaloids, organic acids and other types of compounds. Compared with the model group, Maimendong Decoction and its components can effectively improve the bleeding and elasticity of lung tissue in the group, significantly reduce the degree of inflammation in the lung, the degree of oxidative stress and the deposition of collagen fibers. Maimendong Decoction can effectively treat PF.
Key words: Maimendong Decoction    pulmonary fibrosis    material base    anti-inflammatory    oxidative stress    collagen