基于蛋白质组学探讨马鞭草苷对人冠状病毒229E感染小鼠肺损伤的治疗作用及机制

孙绮悦; 郭姗姗; 高双荣; 包蕾; 耿子涵; 李舒冉; 赵荣华; 张敬升; 刘宪; 谢锐; 崔晓兰; 孙静

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20242436

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基于蛋白质组学探讨马鞭草苷对人冠状病毒229E感染小鼠肺损伤的治疗作用及机制

疏风解毒胶囊抑制TLR通路缓解病毒性肺炎机制专题 | 更新时间：2025-11-14

- 基于蛋白质组学探讨马鞭草苷对人冠状病毒229E感染小鼠肺损伤的治疗作用及机制
- Proteomics-based Investigation of Therapeutic Effect and Mechanism of Verbenalin on Lung Injury in Mice Infected with Human Coronavirus-229E
- 中国实验方剂学杂志 2025年31卷第24期页码：69-78
- 作者机构：
  
  中国中医科学院中药研究所，北京 100700
- 作者简介：
  
  孙绮悦，在读博士，从事中药抗病毒与抗感染药理研究，E-mail：Sunqiyue123@outlook.com
  崔晓兰，博士，研究员，中药药理与新药研发，E-mail：xlcui@icmm.ac.cn
  孙静，博士，副研究员，中药药理与新药研发，E-mail：jingziaiwei@126.com；
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(82104500;82141206);组分中药国家重点实验室资助课题面上项目(CBCM2023106)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20242436
  中图分类号： R285;R242;R254
- 收稿：2024-10-18，
  
  修回：2024-12-24，
  
  录用：2024-12-31，
  
  网络出版：2025-01-07，
  
  纸质出版：2025-12-20
- 稿件说明：
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孙绮悦,郭姗姗,高双荣等.基于蛋白质组学探讨马鞭草苷对人冠状病毒229E感染小鼠肺损伤的治疗作用及机制[J].中国实验方剂学杂志,2025,31(24):69-78.

SUN Qiyue,GUO Shanshan,GAO Shuangrong,et al.Proteomics-based Investigation of Therapeutic Effect and Mechanism of Verbenalin on Lung Injury in Mice Infected with Human Coronavirus-229E[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2025,31(24):69-78.
孙绮悦,郭姗姗,高双荣等.基于蛋白质组学探讨马鞭草苷对人冠状病毒229E感染小鼠肺损伤的治疗作用及机制[J].中国实验方剂学杂志,2025,31(24):69-78. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20242436.

SUN Qiyue,GUO Shanshan,GAO Shuangrong,et al.Proteomics-based Investigation of Therapeutic Effect and Mechanism of Verbenalin on Lung Injury in Mice Infected with Human Coronavirus-229E[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2025,31(24):69-78. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20242436.

摘要

目的

评价马鞭草苷对人冠状病毒229E（HCoV-229E）体内、外感染模型的药理作用，并通过蛋白质组学分析，初步探究马鞭草苷的抗病毒作用机制。

方法

体外采用细胞增殖与活性检测-8（CCK-8）建立HCoV-229E感染人非小细胞肺癌细胞系（A549）细胞损伤的模型，将A549细胞作为5组，正常组、模型组和3个马鞭草苷处理浓度组（125、62.5、31.25 μmol·L

-1

），通过细胞存活率检测、免疫荧光染色方法评价马鞭草苷的细胞保护活性；体内将30只BALB/c小鼠随机分为正常组，模型组，磷酸氯喹组，马鞭草苷高、低剂量组（40、20 mg·kg

-1

），每组6只。建立HCoV-229E感染小鼠肺损伤模型评价马鞭草苷的治疗作用。分别通过检测肺指数、肺抑制率评价肺部损伤情况，酶联免疫吸附测定法（ELISA）评价肺部炎症因子的严重程度；微计算机断层扫描（Micro-CT）检测肺部的形态和结构；苏木素-伊红（HE）染色评价肺组织病理学改变；进一步采用四维数据独立组识别（4D-DIA）蛋白质组学方法，通过差异表达蛋白筛选、功能注释、富集分析及蛋白互作网络分析方法，初步分析马鞭草苷治疗HCoV-229E感染小鼠肺损伤模型的可能机制。

结果

A549细胞选用HCoV-229E原倍浓度感染36 h建立体外感染模型，马鞭草苷的最大无毒浓度为125 μmol·L

-1

，半数细胞毒性浓度（CC

）值为288.8 μmol·L

-1

。与正常组比较，模型组细胞存活率显著下降（

0.01），死亡细胞比例显著

增加（

0.01），线粒体损伤，膜电位显著降低（

0.01）；而不同浓度马鞭草苷（125、62.5、31.25 μmol·L

-1

）处理后，均能显著提高细胞存活率（

0.01），降低细胞死亡比例（

0.01），并调节线粒体膜电位（

0.01）。体内实验进一步验证了马鞭草苷对HCoV-229E感染小鼠的治疗作用。与正常组比较，模型组小鼠肺指数显著升高（

0.01），肺组织损伤明显加重，肺部体积肿大，炎症因子白细胞介素（IL）-6、肿瘤坏死因子（TNF）-

的表达显著升高（

0.01）。而在马鞭草苷处理组中，这些病理改变显著改善，肺指数显著降低（

0.01），肺组织损伤减轻，肺部体积肿大缓解，炎症因子表达也显著降低（

0.01）。蛋白质组学分析结果显示，与正常组比较，模型组富集到多种与抗病毒免疫反应相关信号通路，包括核转录因子-

B（NF-

B）信号通路（

0.05）。与模型组比较，马鞭草苷组富集到多种与炎症反应和自噬相关的信号通路（

0.05），提示马鞭草苷可能通过调节这些信号通路发挥其抗病毒和抗炎作用。

结论

马鞭草苷在HCoV-229E感染体内、外模型中均表现出较好的治疗作用，其机制可能与NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体通路和线粒体自噬有关。

Abstract

Objective

To evaluate the pharmacological effects of verbenalin on both

in vitro

and

in vivo

infection models of human coronavirus 229E （HCoV-229E） and to preliminarily explore the antiviral mechanism of verbenalin through proteomic analysis.

Methods

In vitro

， the cell counting kit-8 （CCK-8） for cell proliferation and viability assessment was used to establish a model of HCoV-229E-induced injury in human lung adenocarcinoma cells（A549）. A549 cells were divided into five groups： normal group， model group， and three verbenalin treatment groups （125， 62.5， and 31.25 μmol·L

-1

）. The cell protective activity of verbenalin was evaluated through cell viability assay and immunofluorescence staining.

In vivo

， 30 BALB/c mice were randomly divided into normal group， model group， chloroquine group， and high-dose， low-dose verbenalin groups （40 and 20 mg·kg

-1

）， with six mice per group. An HCoV-229E-induced mouse lung injury model was established to evaluate the therapeu

tic effects of verbenalin. Lung injury was assessed by detecting the lung index and lung inhibition rate. The severity of pulmonary inflammation cytokines was measured by enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）， while the lung morphology and structure were analyzed by micro-computed tomography （Micro-CT）. Hematoxylin and eosin （HE） staining was used to assess histopathological changes in lung tissue. Additionally， four-dimensional data-independent acquisition （4D-DIA） proteomics was employed to preliminarily explore the potential mechanisms of verbenalin in treating HCoV-229E-induced lung injury in mice， through differential protein expression screening， functional annotation， enrichment analysis， and protein-protein interaction network analysis.

Results

The A549 cells were infected with HCoV-229E at the original viral titer for 36 hours to establish an

in vitro

infection model. The maximum non-toxic concentration of verbenalin was 125 μmol·L

-1

， and the half-maximal cytotoxic concentration （CC

） was 288.8 μmol·L

-1

. Compared with the normal group， the model group showed a significant decrease in cell viability （

0.01）， a significant increase in the proportion of dead cells （

0.01）， mitochondrial damage， and a significant reduction in mitochondrial membrane potential （

0.01）. After treatment with different concentrations of verbenalin （125， 62.5， and 31.25 μmol·L

-1

）， cell viability was significantly increased （

0.01）， and the proportion of dead cells was reduced （

0.01）， with mitochondrial membrane potential restored （

0.01）.

In vivo

experiments further confirmed the therapeutic effect of verbenalin on HCoV-229E-infected mice. Compared to the normal group， the model group showed a significant increase in the lung index （

0.01）， severe lung tissue injury， lung v

olume enlargement， and a significant increase in the expression of inflammatory cytokines， including interleukin-6 （IL-6） and tumor necrosis factor-

（TNF-

）（

0.01）. In contrast， in the verbenalin treatment groups， these pathological changes were significantly improved， with a reduction in the lung index （

0.01）， alleviation of lung tissue injury， reduced lung volume enlargement， and a significant decrease in inflammatory cytokine expression （

0.01）. Proteomics analysis revealed that， compared to the normal group， the model group showed enrichment in several antiviral immune-related signaling pathways， including the nuclear factor-

B （NF-

B） signaling pathway （

0.05）. Compared to the model group， the verbenalin treatment group showed enrichment in several signaling pathways related to inflammatory response and autophagy （

0.05）， suggesting that verbenalin may exert its antiviral and anti-inflammatory effects by regulating these pathways.

Conclusion

Verbenalin demonstrates significant therapeutic effects in both

in vitro

and

in vivo

HCoV-229E infection models， with its mechanism likely related to the NOD-like receptor protein 3 （NLRP3） inflammasome pathway and mitochondrial autophagy.

关键词

Keywords

references

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