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暴露於高(gao)原缺氧(yang)環境（＞2500 m）極易引发腹痛(tong)、腹泻及胃肠道(dao)出血等胃肠黏(nian)膜损伤，嚴(yan)重威胁人群健(jian)康。其发病與缺氧誘发的氧化(hua)應激相(xiang)關，臨床仅(jin)對症處理(li)，缺乏有效的(de)防治策(ce)略。以往研究发現，HIF-1α/HIF-2α介导的鐵死亡是(shi)缺氧介导胃肠黏膜损伤的核心病(bing)理機製，靶(ba)向抑製(zhi)HIF-α能够有效改善(shan)缺氧(yang)誘导的胃肠黏膜屏障损伤。馬來沉香具(ju)有(you)抗氧化，其植物源(yuan)外泌體納米顆粒可通過調節肠道菌群、修复黏膜发挥治疗作用，但其在缺氧胃肠损伤中的作(zuo)用及靶點尚不(bu)明確。
近(jin)日(ri)，中國人民解放军总医院第七医學中心盛劍秋教授團隊(dui)聯合北京大學医學院常智杰教(jiao)授團隊在MedComm (IF=10.7)上发表題為“Ipriflavone From Aquilaria malaccensis Lam. Exosome-Like Nanoparticles Targets Prolyl Hydroxylase Domain Protein 2 (PHD2) to Enhance Hypoxia-Inducible Factor-α (HIF-α) Hydroxylation Thereby Alleviating Hypoxia-Induced Gastrointestinal Mucosal Ferroptosis”的(de)研究论文(wen)。该研究依托限製性酶解-質谱分析（LiP-MS） 的无偏靶點筛選能力，直接锁定(ding)依普(pu)黄酮的作用靶點PHD2。進而(er)，結合多組學(xue)與功能實驗(yan)，揭示了馬來沉香類外(wai)泌體(ti)納米顆粒（AELNs）的活(huo)性成分依普黄(huang)酮，通(tong)過增強HIF-α羟化降(jiang)解、抑製脂質過氧化(hua)，有效缓解高原胃(wei)肠鐵死亡的新機製。
北京青(qing)莲百奥在(zai)本研究中提供了LiP-MS技術服務。
研究方法
樣本類型 |
详細信息 |
動物模型 |
C57BL/6小鼠，模擬海拔5000米低氧舱3天 |
| 細胞模型 | 正常(chang)人胃上皮細胞（NGEC）、小肠上(shang)皮細(xi)胞（HIEC） |
| 干预物質 | 沉(chen)香(xiang)外泌體樣納米顆粒（AELNs）、依(yi)普黄酮 |
| 關键技術 | TEM、LC-MS、16S rRNA測序、脂質組學、Lip-MS、分子(zi)對接、分子動力學模擬(ni)、SPR |
研究亮點
1.首次发現：首次報道AELNs可有效缓解缺氧誘导(dao)的胃肠鐵死亡(wang)；
2.活性成分：鉴定伊普黄酮為AELNs核(he)心效應物，保護效果優於AELNs；
3.技術创新：借助LiP-MS无偏靶點(dian)筛選，首次直接(jie)锁定伊普黄酮作用靶標PHD2；
4.關键機製：阐明HIF-α→PUFA-PLs/NOX4/ALOX5 介导(dao)缺氧胃肠鐵(tie)死亡；
5.轉化潜力：伊普黄酮(tong)為已上市抗骨質(zhi)疏松药物，老药新用，安全性明確。
研究結果
1、AELNs缓解缺氧小鼠胃肠黏膜损伤，並抑製鐵死亡发挥(hui)保護作用
研究方法：小鼠灌胃不(bu)同(tong)剂量AELNs，低(di)氧舱（模擬5000米高(gao)原缺氧）3天；檢測(ce)組織病理、通透性、鐵死亡指標。
研究結果：高剂量（1×10⁵顆粒）AELNs顯(xian)著改善缺氧誘导的體重下降、腹泻、便潜血，明顯修复胃肠(chang)黏膜充血糜(mi)烂、绒毛紊乱、隐窝變(bian)浅等(deng)病理损伤，减轻(qing)黏膜屏障破坏(huai)（圖1）。透射電镜顯示，AELNs逆轉了線粒體萎縮、嵴破坏等鐵死亡特征(zheng)。分子水(shui)平(ping)上，AELNs降低 ROS、LPO、4-HNE 水平，對 Fe²⁺无明顯影(ying)響；特异性下(xia)調(diao)HIF-1α，不影響HIF-2α及 SLC7A11/GPX4轴（圖2），證實其(qi)通過抑(yi)製HIF-1α、减轻(qing)鐵死(si)亡實現黏膜保護。
圖1 AELNs缓解缺氧暴露小(xiao)鼠胃和小肠黏膜损伤(shang)
圖2 AELINS可改善小鼠因(yin)缺氧引起的(de)胃和小肠黏膜鐵死亡
2、AELNs可部分恢复缺氧所致胃肠菌群與代谢(xie)紊乱
研究方法：16S rRNA測序+非靶向代谢組(zu)學分析(xi)胃/小肠内容物。
研究結果： 缺氧顯著降低胃肠菌群(qun)α多樣性，造成菌群(qun)失衡與代谢(xie)紊乱。AELNs干预部分恢复缺(que)氧导致的α多樣性下降，顯著恢复Ilumatobacter、Lachnospiraceae（胃）及Kroppenstedtia、Enterococcus（小肠）等(deng)菌屬（圖3）；同時逆(ni)轉了3,4-二羟基扁桃醛、8-羟基喹啉等抗氧化代谢物以及棕(zong)榈(lv)酰-L-肉碱等有害(hai)代谢物（圖4）。菌群–代(dai)谢物關聯分析證實，AELNs通過調節微生態平(ping)衡减(jian)轻氧化應激，协同改善缺(que)氧胃肠黏膜病(bing)變。
圖3 AELINs可(ke)部分恢复小(xiao)鼠因缺氧引起的胃和小肠黏膜肠道微生物群落改變
圖4 AELINs可部分(fen)改善小鼠因缺(que)氧引起的胃和小肠黏膜代谢功能障碍
3、伊普黄酮為AELNs核心活(huo)性成分，通過抑製HIF-α介导的脂質過氧化缓(huan)解鐵死(si)亡
研究方法：代(dai)谢組學鉴定AELNs成分；CCK-8、Western blot；脂質組學；NOX4/ALOX5抑製(zhi)剂及過表達實驗
研究結果：非(fei)靶向(xiang)代谢組筛選顯示，伊普黄(huang)酮占(zhan)AELNs总(zong)代(dai)谢物40.39%，為第一(yi)主成分。細胞實驗證實AELNs可被胃肠(chang)上皮細胞有效摄取，伊普黄酮呈浓度(du)依赖性提升(sheng)缺氧下NGEC、HIEC活(huo)力，效果顯(xian)著優(you)於AELNs。機製(zhi)上，伊普黄(huang)酮可同時(shi)下調HIF-1α和 HIF-2α，降低ROS、4-HNE，修复線粒體(ti)损伤，且不影響GR表達。脂質組顯示伊普黄酮(tong)顯著下調 PUFA-PC、PUFA-PE；蛋(dan)白檢測證實其抑製 HIF-α下游NOX4、ALOX5，减少脂質(zhi)過氧化物。回复實驗進一(yi)步確認，伊普(pu)黄(huang)酮通過HIF-α→PUFA-PLs/NOX4/ALOX5 轴抑製(zhi)脂質過氧化，缓解缺氧誘导(dao)的鐵死亡(wang)。
圖5 伊普黄酮通過抑(yi)製HIF-1a和HIF-2a减(jian)轻NGEC和HIEC中缺氧誘导的鐵死(si)亡(wang)
圖6 伊普黄酮通過抑(yi)製HIF-α介导的脂質過氧化缓(huan)解鐵死(si)亡
4、LiP-MS鉴定伊普黄(huang)酮直(zhi)接靶向PHD2，增強HIF-α羟(qiang)化促(cu)進降解
研究方法：LiP-MS筛選靶點、分子(zi)對接、分子動力學模擬(ni)、SPR、PHD2 siRNA敲低、免疫(yi)沉淀
研究結果：研究采用LiP-MS无偏筛選，直接锁定PHD2為伊普黄酮的關(guan)键作用靶點。分子(zi)對接、SPR及分子動力學模擬顯示(shi)，伊普黄酮與(yu)PHD2的MET299、TYR303、ILE327關(guan)键残基稳定結合(he)，其中ILE327為最核心位點(dian)；結合后(hou)改變PHD2構(gou)象，增強其羟化活(huo)性(xing)。免疫共沉淀(dian)與蛋白檢測(ce)表明，伊(yi)普黄酮不(bu)改變PHD2表達，而是(shi)通過增強PHD2介导的HIF-α羟化，促進(jin)HIF-α與VHL結合並經泛素(su)-蛋白酶體降(jiang)解；敲低PHD2后，伊普(pu)黄酮對(dui)HIF-α的(de)調控及細胞保護作用完(wan)全消失。
圖7 伊(yi)普黄酮靶向PHD2增強HIF-α羟化，促進其降解
5、口服伊普黄酮顯著减轻缺氧小鼠(shu)胃肠损伤
研究方法：小鼠口服伊普黄酮（5-15 mg/kg），檢測臨床指標及分子標志物(wu)
研究結果：體内動物實驗驗(yan)證，口服5~15 mg/kg伊普黄酮可剂量依赖性改善(shan)缺氧小鼠(shu)摄食减少、體重下(xia)降、腹泻、粪便潜血等症状，10~15 mg/kg 效果最優(you)。病理結(jie)果(guo)顯示，伊普黄酮明顯修复胃肠(chang)黏膜损伤，降低通透性。分子檢測證實，伊普黄(huang)酮顯著(zhu)下調胃肠黏膜HIF-1α、HIF-2α、NOX4、ALOX5，降低ROS、4-HNE，與體外機製完全一致，證實伊普黄(huang)酮體内(nei)安全有效。
圖8 口(kou)服伊(yi)普黄酮可顯著减轻缺氧小鼠胃肠黏膜损伤
研究結论
本研究首次揭示沉香外泌體樣納米粒（AELNs） 對高原缺氧誘导胃肠黏膜损伤的保護(hu)作(zuo)用，並(bing)精準锁定伊普黄酮為核心活性成分。通過限製性酶解-質谱分析（LiP-MS）发現伊普黄酮通過靶向 PHD2→增強 HIF-α 羟化降(jiang)解→抑製 PUFA-PLs/NOX4/ALOX5 介导的脂質(zhi)過氧化鐵(tie)死亡的全(quan)新分子機製，為高原胃肠损伤提供了新(xin)的(de)防治靶點與策略。
伊普黄酮作(zuo)為(wei)已上市药物，安全性明確，為高原胃肠病、HIF-α 相關炎症及肿瘤等(deng)疾(ji)病提供了快速可轉化的治疗方案。
參考文献與全文鏈接
[1] Wang D, Liao X, Wang Y, et al. Ipriflavone From Aquilaria malaccensis Lam. Exosome-Like Nanoparticles Targets Prolyl Hydroxylase Domain Protein 2 (PHD2) to Enhance Hypoxia-Inducible Factor-α (HIF-α) Hydroxylation Thereby Alleviating Hypoxia-Induced Gastrointestinal Mucosal Ferroptosis. MedComm (2020). 2026 Apr 9;7(4): e70722. doi: 10.1002/mco2.70722.
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