Ziel der Studie war es, die schützende Wirkung von Erchen-Tang auf SiO₂-induzierte Lungenschäden bei Ratten zu beobachten und dessen Wirkmechanismus zu untersuchen. Ein Lungenschädigungsmodell bei Ratten wurde durch einmalige tracheale Instillation einer SiO₂-Suspension mit 50 g·L⁻¹ etabliert. 30 männliche SD-Ratten wurden zufällig in eine Kontrollgruppe, eine Modellgruppe, Niedrig- und Hochdosisgruppen von Erchen-Tang (4,5 bzw. 9 g·kg⁻¹·d⁻¹) und eine Dexamethason-Gruppe (0,2 mg·kg⁻¹·d⁻¹) eingeteilt und über 4 Wochen kontinuierlich behandelt. Pathologische Veränderungen im Lungengewebe wurden mittels Hämatoxylin-Eosin (HE)-Färbung untersucht; biochemisch wurden die Spiegel von Malondialdehyd (MDA), Superoxiddismutase (SOD) und Glutathionperoxidase (GPX) bestimmt; die Expression der Schlüsselmoleküle des Nrf2/HO-1-Signalwegs wurde durch Echtzeit-PCR, Western Blot und Immunfluoreszenz analysiert. Die Hauptwirkstoffe von Erchen-Tang wurden mittels UPLC-MS/MS identifiziert und die Bindungsfähigkeit ihrer Kernkomponenten an Nrf2/HO-1 durch molekulares Docking bewertet. Die nicht-zielgerichtete Metabolomanalyse des Lungengewebes erfolgte mittels UPLC-Q-TOF-MS, wobei eine Korrelationsanalyse zur Auswahl differenzieller Metaboliten und Indikatoren durchgeführt wurde, die eng mit dem Nrf2/HO-1-Signalweg zusammenhängen. Im Vergleich zur Normalgruppe zeigte die Modellgruppe eine signifikante Verringerung der Zunahme der Körpermasse, einen signifikanten Anstieg des Lungenindex und des MDA-Gehalts im Lungengewebe, eine deutliche Abnahme der SOD- und GPX-Aktivität, eine deutliche Abnahme der mRNA- und Proteinexpression von Nrf2, eine deutliche Abnahme der Proteinexpression von HO-1 und GPX4 sowie eine signifikante Erhöhung des Kelch-ähnlichen ECH-assoziierten Proteins 1 (Keap1) (P<0,05, P<0,01). Im Vergleich zur Modellgruppe verlangsamte Erchen-Tang signifikant den durch SiO₂ induzierten Gewichtsverlust der Ratten (P<0,05); es reduzierte die Infiltration entzündlicher Zellen in die Alveolen und die Bildung von Silikonknötchen; es senkte den MDA-Gehalt im Lungengewebe und erhöhte die Aktivität von SOD und GPX (P<0,05, P<0,01). Die Ergebnisse von UPLC-MS/MS und molekularem Docking zeigten, dass Kernkomponenten von Erchen-Tang wie Hesperidin und Glycyrrhizinsäure eine starke Bindungsaffinität zu Nrf2/HO-1 besitzen; molekularbiologische Experimente zeigten, dass Erchen-Tang die nukleäre Translokation von Nrf2 fördert, die mRNA- und Proteinausprägung von HO-1 und GPX4 erhöht und die Expression von Keap1 senkt (P<0,05, P<0,01). Die Metabolomik-Ergebnisse zeigten, dass Erchen-Tang die durch SiO₂ induzierte abnormale Expression von Metaboliten wie Linolsäure und Glutamin zurückregulieren kann (P<0,05, P<0,01). Die Korrelationsanalyse zeigte eine signifikant positive Korrelation zwischen Nrf2, HO-1 mit SOD und GPX (P<0,05, P<0,01) sowie eine signifikant negative Korrelation mit Glutamin und Serin (P<0,05, P<0,01). Fazit: Erchen-Tang aktiviert wahrscheinlich den Nrf2/HO-1-Signalweg durch seine Kernkomponenten, reguliert oxidativen Stress und Stoffwechselstörungen und verbessert somit SiO₂-induzierte Lungenschäden bei Ratten, was eine experimentelle Grundlage für die Prävention und Behandlung beruflicher Lungenschäden bietet.

Erchen-Tang; Siliziumdioxid (SiO₂); Lungenschäden; nukleärer Faktor erythroid 2-ähnlicher Faktor 2 (Nrf2)/Hämoxygenase-1 (HO-1)-Signalweg; oxidativer Stress; Stoffwechselstörungen