运脾化痰通窍方下调糖酵解调控小胶质细胞极化表型改善OSA小鼠炎症及认知障碍

蒲文焱; 刘安琪; 林燕; 李雪军; 张宏宇; 姜之炎

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20241403

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运脾化痰通窍方下调糖酵解调控小胶质细胞极化表型改善OSA小鼠炎症及认知障碍

药理 | 更新时间：2024-10-15

- 运脾化痰通窍方下调糖酵解调控小胶质细胞极化表型改善OSA小鼠炎症及认知障碍
- Yunpi Huatan Tongqiao Prescription Regulates Microglial Cell Polarization Phenotype to Improve Inflammation and Cognitive Impairment in OSA Mice by Down-regulating Glycolysis
- 中国实验方剂学杂志 2024年30卷第22期页码：35-42
- 作者机构：
  
  上海中医药大学附属龙华医院，上海 200030
- 作者简介：
  
  蒲文焱，在读硕士，从事中医儿科肺系、脾系疾病研究，E-mail：15082179720@163.com
  姜之炎，主任医师，博士生导师，从事中医儿科肺系、脾系疾病研究，E-mail：lhjzycm@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(8217150152);上海市市级医院新兴前沿技术联合公关项目(SHDC12021102)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20241403
  中图分类号： R2-0;R22;R285.5;R289;R33
- 收稿：2024-07-10，
  
  网络出版：2024-09-13，
  
  纸质出版：2024-11-20
- 稿件说明：
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蒲文焱,刘安琪,林燕等.运脾化痰通窍方下调糖酵解调控小胶质细胞极化表型改善OSA小鼠炎症及认知障碍[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(22):35-42.

PU Wenyan,LIU Anqi,LIN Yan,et al.Yunpi Huatan Tongqiao Prescription Regulates Microglial Cell Polarization Phenotype to Improve Inflammation and Cognitive Impairment in OSA Mice by Down-regulating Glycolysis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(22):35-42.
蒲文焱,刘安琪,林燕等.运脾化痰通窍方下调糖酵解调控小胶质细胞极化表型改善OSA小鼠炎症及认知障碍[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(22):35-42. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20241403.

PU Wenyan,LIU Anqi,LIN Yan,et al.Yunpi Huatan Tongqiao Prescription Regulates Microglial Cell Polarization Phenotype to Improve Inflammation and Cognitive Impairment in OSA Mice by Down-regulating Glycolysis[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(22):35-42. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20241403.

摘要

目的

验证运脾化痰通窍方（YHTP）下调糖酵解调控小胶质细胞表型改善阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）小鼠炎症及认知记忆障碍。

方法

将48只雄性Balb/C小鼠随机分为正常组、模型组、孟鲁司特钠组（30 mg·kg

-1

）、YHTP低、中、高剂量组（8.28、16.56、33.12 g·kg

-1

），每组8只。除正常组外其他组予脂多糖（LPS）腹腔注射和慢性间歇性缺氧（CIH）造模4周，随后药物治疗4周后取材。动物行为学实验评估小鼠缺氧记忆损伤，实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测各海马组织M1相关炎症因子白细胞介素-1

（IL-1

）、肿瘤坏死因子-

（TNF-

）及标志物T淋巴细胞活化抗原（CD86）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和M2相关炎症因子白细胞介素-10（IL-10）、转化生长因子-

（TGF-

）及标志物甘露糖受体（CD206） mRNA表达水平差异。蛋白免疫印迹法（Western blot）检测海马组织M1、M2小胶质细胞表型标志物（CD86、CD206）及糖酵解相关蛋白葡萄糖转运蛋白1型（GLUT1）、己糖激酶2（HK2）、磷酸果糖激

酶（PFKM）、丙酮酸激酶2（PKM2）、单羧酸转运体1（MCT1）的表达。

结果

在行为学表现上，与正常组比较，模型组Y迷宫自主交替率显著降低（

0.01），巴恩斯迷宫训练期（2、3、4 d）（

0.05，

0.01）及测试期（5 d、12 d）目标洞潜伏时间显著升高（

0.01），M1胶质细胞相关标志物CD86、iNOS，炎症因子IL-1

、TNF-

mRNA显著升高（

0.01），M2胶质细胞相关标志物IL-10、CD206、TGF-

mRNA表达显著降低（

0.01），糖酵解蛋白HK-2、PFKM、PKM2、MCT1及M1相关标志物CD86蛋白表达显著升高（

0.05，

0.01），M2相关标志物CD206蛋白表达显著降低（

0.01）。与模型组比较，YHTP中、高剂量组Y迷宫自主交替率明显升高（

0.05，

0.01）。训练期4 d、测试期（5、12 d）目标洞潜伏期时间显著降低（

0.01）。Real-time PCR结果显示YHTP低、中、高剂量组小鼠海马组织M1相关促炎因子mRNA表达显著降低（

0.01），M2相关炎症因子mRNA表达显著升高（

0.01），Western blot结果显示YHTP中、高剂量组小鼠海马M1标志物CD86表达降低且M2标志物CD206表达显著升高（

0.01），且糖酵解相关蛋白表达显著减少（

0.01）。

结论

YHTP可改善OSA模型小鼠炎症及缺氧认知障碍，是通过下调脑内小胶质细胞糖酵解水平，抑制细胞向M1活化，降低促炎因子释放，促进胶质细胞M2型活化，从而对OSA的炎症及认知障碍发挥治疗作用。

Abstract

Objective

To validate the efficacy of Yunpi Huatan Tongqiao prescription （YHTP） in down-regulating glycolysis to modulate microglia phenotype and improve inflammation and cognitive memory deficits in obstructive sleep apnea （OSA） mice.

Method

Forty-eight male Balb/C mice were randomly divided into a normal group， a model group， a montelukast sodium group （30 mg·kg

-1

）， and low， medium， and high dose groups of YHTP （8.28， 16.56， and 33.12 g·kg

-1

）， with 8 mice in each group. All groups， except the normal group， received intraperitoneal injections of lipopolysaccharide （LPS） and underwent chronic intermittent hypoxia （CIH） modeling for 4 weeks. Subsequently， the mice were treated with medications for 4 weeks and then sampled. Animal behavioral tests asses

sed memory impairment due to hypoxia. Real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction （Real-time PCR） was used to measure mRNA expression levels of M1-associated inflammatory factors interleukin-1

（IL-1

）， tumor necrosis factor-

（TNF-

）， and markers such as T lymphocyte activation antigen （CD86） and inducible nitric oxide synthase （iNOS）， as well as M2-associated inflammatory factors interleukin-10 （IL-10）， transforming growth factor-

（TGF-

）， and the marker mannose receptor （CD206） in hippocampal tissue. Western blot was employed to detect differences in the expression of M1 and M2 microglia phenotypic markers （CD86， CD206） and glycolysis-related proteins glucose transporter type 1 （GLUT1）， hexokinase 2 （HK2）， phosphofructokinase （PFKM）， pyruvate kinase 2 （PKM2）， and monocarboxylic acid transporter 1 （MCT1）.

Result

Behavioral tests showed that compared to the results in the normal group， the Y-maze autonomous alternation rate was significantly reduced in the model group （

0.01）. The latency time for the target hole in the Barnes' maze during the training period （days 2， 3， 4） and testing period （days 5， 12） was significantly increased （

0.05，

0.01）. M1 glial cell markers CD86 and iNOS， as well as inflammatory factors IL-1

and TNF-

mRNA， were significantly elevated （

0.01）. In contrast， the mRNA expression of M2 glial cell markers IL-10， CD206， and TGF-

was significantly reduced （

0.01）. The protein expression of glycolytic proteins HK2， PFKM， PKM2， MCT1， and the M1 marker CD86 was significantly increased （

0.05，

0.01）， while M2 marker CD206 protein expression was significantly decreased （

0.01）. Compared to the results in the model group， the Y-

maze autonomous alternation rate was significantly increased in the medium and high dose groups of YHTP （

0.05，

0.01）. The latency time for the target hole during the training （day 4） and testing periods （days 5， 12） was significantly reduced （

0.01）. Real-time PCR results indicated that mRNA expression levels of M1-related pro-inflammatory factors in the hippocampal tissue were significantly reduced in the low， medium， and high dose groups of YHTP （

0.01）， while M2-related inflammatory factors' mRNA expression was significantly increased （

0.01）. Western blot results showed that in the medium and high dose groups of YHTP， the expression of the M1 marker CD86 in the hippocampus was reduced， whereas the expression of the M2 marker CD206 was significantly increased （

0.01）， with a significant decrease in the expression of glycolysis-related proteins （

0.01）.

Conclusion

YHTP can improve inflammation and cognitive impairment induced by hypoxia in OSA model mice. This is achieved by downregulating glycolysis in brain microglia， inhibiting M1 activation， reducing pro-inflammatory factor release， and promoting M2 activation， thereby exerting a therapeutic effect on inflammation and cognitive impairment caused by OSA.

关键词

Keywords

references

袁斌，姜之炎，马华安，等 . 儿童腺样体肥大中医临床实践指南［J］. 南京中医药大学学报， 2024 ， 40 （ 2 ）： 76 - 81 .

谢静，杨修平，杨敏兰，等 . 阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征引起儿童神经认知功能障碍的研究现状［J］. 武汉大学学报：医学版， 2023 ， 44 （ 3 ）： 371 - 375 .

URBANO G L ， TABLIZO B J ， MOUFARREJ Y ， et al . The link between pediatric obstructive sleep apnea （OSA） and attention deficit hyperactivity disorder （ADHD）［J］. Children （Basel）， 2021 ， 8 （ 9 ）： 824 .

THOMAS S ， PATEL S ， GUMMALLA P ， et al . You cannot hit snooze on OSA：Sequelae of pediatric obstructive sleep apnea ［J］. Children （Basel）， 2022 ， 9 （ 2 ）： 261 .

ORIHUELA R ， MCPHERSON C A ， HARRY G J . Microglial M1/M2 polarization and metabolic states ［J］. Br J Pharmacol ， 2016 ， 173 （ 4 ）： 649 - 665 .

CHENG J ， ZHANG R ， XU Z ， et al . Early glycolytic reprogramming controls microglial inflammatory activation ［J］. J Neuroinflammation ， 2021 ， 18 （ 1 ）： 129 .

TASSINARI I D ， RODRIGUES F ， BERTRAM C ， et al . Lactate protects microglia and neurons from oxygen-glucose deprivation/reoxygenation ［J］. Neurochem Res ， 2024 ， 49 （ 7 ）： 1762 - 1781 .

王晓磊，高彦彬，张涛静 . 糖络宁减轻大鼠背根神经节细胞炎症反应的作用机制研究［J］. 世界中医药， 2024 ， 19 （ 5 ）： 627 - 632 .

WANG L ， PAVLOU S ， DU X ， et al . Glucose transporter 1 critically controls microglial activation through facilitating glycolysis ［J］. Mol Neurodegener ， 2019 ， 14 （ 1 ）： 2 .

于源，陈丽娟，孙金芳 . 中西医治疗化疗药物诱导周围神经病变临床研究进展［J］. 世界中医药， 2024 ， 19 （ 9 ）： 1348 - 1354 .

LIN Y ， LIU X ， TAN D ， et al . Atractylon treatment prevents sleep-disordered breathing-induced cognitive dysfunction by suppression of chronic intermittent hypoxia-induced M1 microglial activation ［J］. Biosci Rep ， 2020 ， 40 （ 6 ）： BSR20192800 .

王明晶，姜之炎，肖臻 . 运脾化痰通窍方治疗脾虚痰阻型儿童腺样体肥大的疗效评价及对生活质量的影响［J］. 中华中医药杂志， 2023 ， 38 （ 9 ）： 4502 - 4506 .

张奕星，刘安琪，王淑敏，等 . 运脾化痰通窍方促进巨噬细胞向M2型极化治疗儿童腺样体肥大的临床疗效［J］. 中国实验方剂学杂志， 2023 ， 29 （ 14 ）： 88 - 95 .

WANG F ， ZOU J ， XU H ， et al . Effects of chronic intermittent hypoxia and chronic sleep fragmentation on gut microbiome， serum metabolome， liver and adipose tissue morphology ［J］. Front Endocrinol （Lausanne）， 2022 ， 13 ： 820939 .

HERNANDEZ-BAIXAULI J ， ABASOLO N ， PALACIOS-JORDAN H ， et al . Imbalances in TCA， short fatty acids and one-carbon metabolisms as important features of homeostatic disruption evidenced by a multi-omics integrative approach of LPS-induced chronic inflammation in male wistar rats ［J］. Int J Mol Sci ， 2022 ， 23 （ 5 ）： 2563 .

赵伟，孙国志 . 不同种实验动物间用药量换算［J］. 畜牧兽医科技信息， 2010 （ 5 ）： 52 - 53 .

YATES A G ， KISLITSYNA E ， ALFONSO MARTIN C ， et al . Montelukast reduces grey matter abnormalities and functional deficits in a mouse model of inflammation-induced encephalopathy of prematurity ［J］. J Neuroinflammation ， 2022 ， 19 （ 1 ）： 265 .

MACEY P M . Damage to the hippocampus in obstructive sleep apnea：A link no longer missing ［J］. Sleep ， 2019 ， 42 （ 1 ）： zsy266 .

KIANMEHR M ， BEHDADFARD M ， HEDAYATI-MOGHADAM M ， et al . Effects of herbs and derived natural products on lipopolysaccharide-induced toxicity：A literature review ［J］. Oxid Med Cell Longev ， 2023 ， 2023 ： 7675183 .

DA SILVA A ， FIADEIRO M B ， BERNARDINO L I ， et al . Lipopolysaccharide-induced animal models for neuroinflammation-an overview ［J］. J Neuroimmunol ， 2024 ， 387 ： 578273 .

和婧伟，李梦瑶，梁鹏晨，等 . 基于“从痰辨治”探讨石菖蒲治疗儿童注意缺陷多动障碍作用机制的网络药理研究［J］. 中国中西医结合儿科学， 2023 ， 15 （ 4 ）： 295 - 301，封 3 .

任爽，刘妍彤，张杰 . 痰湿现代医学本质述析［J］. 中国中医基础医学杂志， 2021 ， 27 （ 9 ）： 1515 - 1518 .

李晓花，金玲钰，岳建军，等 . 砂仁活性成分乙酸龙脑酯药理活性研究进展［J］. 中医药导报， 2021 ， 27 （ 5 ）： 131 - 134 .

ZHU B ， ZHANG Q L ， HUA J W ， et al . The traditional uses，phytochemistry，and pharmacology of Atractylodes macrocephala Koidz.：A review ［J］. J Ethnopharmacol ， 2018 ， 226 ： 143 - 167 .

LI H ， PENG L ， YIN F ， et al . Research on Coix seed as a food and medicinal resource，it's chemical components and their pharmacological activities：A review ［J］. J Ethnopharmacol ， 2024 ， 319 （ Pt 3 ）： 117309 .

吴静雨，陈晓凡，徐万爱，等 . 薏苡仁活性成分研究进展［J］. 中国中药杂志， 2024 ， 49 （ 6 ）： 1474 - 1484 .

金凯宁，王飞燕，陈丽春，等 . 薏苡仁多糖的分离纯化及抗氧化活性研究［J］. 粮食与油脂， 2023 ， 36 （ 12 ）： 120 - 124 .

冯鹏，王明露，王宇彤，等 . 石菖蒲挥发油化学成分及药理作用研究进展［J］. 中药药理与临床， 2024 ， doi： 10.13412/j.cnki.zyyl.20240419.002 http://dx.doi.org/10.13412/j.cnki.zyyl.20240419.002 .

李思敏，张杰，宋晓雨，等 . 石菖蒲-熟地黄对认知功能障碍模型大鼠的网络药理学作用机制及实验研究［J］. 世界中医药， 2024 ， 19 （ 3 ）： 299 - 307 .

张奕星，林燕，杨铭，等 . 基于网络药理学探讨“运脾法”治疗儿童腺样体肥大的机制及实验验证［J］. 中国药理学通报， 2023 ， 39 （ 12 ）： 2361 - 2369 .

CUI Y ， JIANG X ， YANG M ， et al . SEMA4D/VEGF surface enhances endothelialization by diminished-glycolysis-mediated M2-like macrophage polarization ［J］. Mater Today Bio ， 2023 ， 23 ： 100832 .

CORCORAN S E ， O'NEILL L A . HIF1 α and metabolic reprogramming in inflammation ［J］. J Clin Invest ， 2016 ， 126 （ 10 ）： 3699 - 3707 .

BUTTERFIELD D A ， HALLIWELL B . Oxidative stress，dysfunctional glucose metabolism and Alzheimer disease ［J］. Nat Rev Neurosci ， 2019 ， 20 （ 3 ）： 148 - 160 .

GAO L ， LIU Y X ， ZHOU Y Z ， et al . Baicalein attenuates neuroinflammation in LPS-Treated BV-2 cells by inhibiting glycolysis via STAT3/c-Myc pathway ［J］. Neurochem Res ， 2023 ， 48 （ 11 ）： 3363 - 3377 .

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