槲皮素预防急性加重慢性阻塞性肺疾病的作用及机制研究
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因此，本研究选用人支气管上皮BEAS-2B细胞 为研究对象,利用香烟烟雾提取液(CSM)联合LPS 刺激细胞，构建AECOPD体外模型。懈皮素作用于 细胞后，通过检测细胞炎症因子IL-8,氧化应激标志 物丙二醛(MDA)，抗氧化酶活性、cAMP等相关信号 通路的表达,研究榊皮素对AECOPD发生发展的预
作者简介：张鹏，主管药师，研究方向：天然产物活性筛选及机制研究 752557163@
・416・
Pharmacy Today, 2021 Jun, Vol. 31 No. 6
*通信作者：曹伟灵，主任药师，研究方向：临床药学,E-mail； 今日药学2021年6月第31卷第6期
慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一种以持续性气流受阻为特征的
采用栅皮素(10 ptmol-L-1)预处理细胞1 h后，加入CSM(4%,!；/!；)和LPS( 10 ^g-mL_,)继续培养细胞24 h,收集细胞及上清
液。利用酶联免疫法检测培养液中白介素-8(IL-8)的含量，硫代巴比妥酸反应物法检测细胞内丙二醛(MDA)的水平，试剂盒
检测细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、磷酸二酯酶4(PDE-4)、环磷酸腺昔(cAMP)及蛋白激酶A(PKA)的
肺部疾病，是全球范围内发病率和死亡率最高的疾 病之一，且发病率和致死率逐年升高⑴。据统计,
COPD患者每年发生约0.5 ~ 3.5次的急性加重, COPD 急性加重(acute exacerbation of COPD, AECOPD)已经成为COPD患者死亡的重要因素⑵。AECOPD发病的最常见原因是上呼吸道病毒感染和支气
黄酮类化合物是一类重要的植物次生代谢产 物，具有抗炎、抗氧化及免疫调节等药理活性⑹。其
中,W4皮素(quercetin)由于具有卓越的抗炎、抗氧化 活性成为研究热点［7〕。市场上，懈皮素已开发为膳 食补充剂(1 000 mg • d")作日常保健用。Cheng 等⑻研究证实，在白介M-ip(iL-ip)诱导的人视网 膜色素上皮(ARPE-19)细胞中，懈皮素可通过调控 丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)及核因子kB(NFkB) 信号通路抑制炎性细胞因子如IL-6,IL-8及人单核 细胞趋化蛋白-l(MCP-l)等的释放。Wang等⑼研 究证实桝皮素可通过激活环磷酸腺昔-cAMP直接活 化交换蛋白(cAMP-Epac)信号通路，预防脂多糖 (LPS)诱导的小鼠急性肺损伤，具有较强的抗炎能 力。然而，蝌皮素是否对香烟烟雾等有害气体诱导 的炎症反应有预防作用尚未阐明。
桝皮素预防急性加重慢性阻塞性肺疾病的作用及机制研究
张鹏叶陈丽马姑2,曹伟灵"(1.深圳市罗湖区人民医院药学部，广东深圳518001 ；2.中山大学附属第八医院，广东深 圳 518000)
摘要：目的 探讨榻皮素对急性加重慢性阻寒性肺疾病(AECOPD)的预防作用及相关机制，为楓皮素的临床应用提供理论依 据。方法 采用香烟烟雾提取液(CSM)及脂多糖(LPS)联合刺激人支气管上皮BEAS-2B细胞，构建AECOPD体外细胞模型。
Shenzhen, Guangdong 518001, China 2. The Eighth Hospital, Sun Yat-sen University, Shenzhen, Guangdong 518000, China)
ABSTRACT: OBJECTIVE To investigate the preventive effect of quercetin on acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease ( AECOPD) and its related mechanism, in order to provide theoretical basis for the clinical application of quercetin. METHODS
活性，免疫蛋白印迹法检测细胞中核因子kB(NFkB)及人核因子kB抑制蛋白a(IK|3a)的表达水平。结果 与阴性对照组相 比，CSM+LPS组中IL・8、MDA含量及PDE-4活性显著性上升，抗氧化酶SOD .CAT活性、cAMP水平及PKA活性显著性下调，
P65和IKpa的磷酸化水平增高。采用楓皮素预处理细胞后，与CSM+LPS组相比，榻皮素可显著性抑制IL-8释放，提升SOD
Human bronchial epithelial BEAS-2B cells were stimulated with cigarette smoke extract ( CSM, 4% ,v/v) plus lipopolysaccharide (LPS, 10 |xg*mL_l) to establish AECOPD cell model.The cells were pretreated with quercetin ( 10 pimol • L"1) for 1 hour, and then stimulated with CSM plus LPS for 24 hours.Cells and supernatant in culture medium were collected.The content of interleukin-8 (IL-8) in culture solution was detected by enzyme-linked immunosorbent assay ( ELISA ) , the level of malondialdehyde ( MDA) in cells was detected by thiobarbituric acid reaction method, and the levels of superoxide dismutase ( SOD ) , catalase ( CAT) , phosphodiesterase-4 (PDE-4) ,cyclic adenosine monophosphate ( cAMP) and protein kinase A ( PKA) in cells were detected by kit.The expressions of nuclear factor kappa B ( NFkB ) and human nuclear factor kappa B inhibitor protein a ( IK|3a) were detected by western blot. RESULTS Compared with the control group, the levels of IL-8, MDA and PDE-4 in CSM+LPS group were significantly increased, the activities of SOD,CAT cAMP and PKA were significantly decreased,and the phosphorylation levels of p65 and IKPa were increased. Compared with CSM+LPS group,quercetin significantly inhibited the release of IL-8,increased the activities of SOD and CAT,and down regulated the expression of MDA.In addition, quercetin could inhibit the activity of PDE-4, up-regulate the levels of cAMP and PKA, and inhibit the expressions of p-p65 and p-IKpa. CONCLUSION In the CSM + LPS-induced AECOPD model of BEAS-2B cells, quercetin inhibits the release of IL-8 via activating PDE-4/cAMP/PKA and inhibiting NFkB signaling pathway. At the same time, quercetin exerts an anti-oxidative effect by up-regulating the activity of antioxidant enzymes. This results reveal that quercetin has potential pharmacological effects to prevent the occurrence and development of AECOPD. KEY WORDS: quercetin ； acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease ( AECOPD) ； oxidative stress； cyclic adenosine monophosphate ； nuclear factor kappa B
及CAT酶活性并下调MDA的表达。此外，梅皮素可抑制PDE-4活性，上调cAMP及PKA水平，同时抑制p-p65及p-IKfa的
表达。结论 在CSM+LPS诱导的BEAS-2B细胞AECOPD模型中，梆皮素通过抑制PDE-4活性，激活cAMP/PKA信号通路，
抑制NFkB的活化，抑制IL-8的释放。同时，榻皮素通过上调抗氧化酶活性发挥抗氧化应激作用。本研究结果揭示榻皮素具
The Protective Effects and Mechanisms of Quercetin on Acute Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease
ZHANG Peng1 , YE Chenli1 , MA Jing2 , CAO Weiling1 * ( 1. Department of Pharmacy, Shenzhen Luohu People's Hospital,
有预防AECOPD发生发展的潜在药理作用。
关键词：楓皮素；急性加重慢性阻塞性肺疾病；氧化应激;环磷酸腺昔；核因子kB
中图分类号：R969
文献标志码：A
文章编号：1674-229X( 2021 )06・0416・06
Doi ： 10.12048/j.issn.l674-229X,2021.06.004
管ECOPD发生发展的主要危险因素⑶。 临床研究发现，在AECOPD患者的痰液中，白介素-8 (interleukin-8, IL-8)及肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-a, TNF-a)等水平明显增加，且与患者的吸烟 史密切相关⑷。此外,采用香烟烟雾提取液(CSM) 分别处理肺上皮细胞(16HBE细胞)及Balb小鼠，可 显著增加体内外炎症因子(如IL-6,TNF-a)和氧化 应激［丙二醛(malondialdehyde, MDA )、超氧化物歧 化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)］水平⑸。目前临床 上主要采用支气管扩张剂、糖皮质激素和抗菌药物 等减轻患者的急性加重病情，改善肺功能。但目前 临床治疗药物仍不理想，亟需开发新的药物用于治 疗 AEC0PDo
今日药学2021年6月第31卷第6期
防作用及相关机制。本研究揭示懈皮素可通过调控 cAMP/PKA/NFkB信号通路，抑制炎症及氧化应激反
应，具备预防AECOPD发生发展的潜在药用价值。
1材料与方法
1.1细胞与试剂 BEAS-2B细胞株(上海中科院)；K-SFM培养基
作者简介：张鹏，主管药师，研究方向：天然产物活性筛选及机制研究 752557163@
・416・
Pharmacy Today, 2021 Jun, Vol. 31 No. 6
*通信作者：曹伟灵，主任药师，研究方向：临床药学,E-mail； 今日药学2021年6月第31卷第6期
慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一种以持续性气流受阻为特征的
采用栅皮素(10 ptmol-L-1)预处理细胞1 h后，加入CSM(4%,!；/!；)和LPS( 10 ^g-mL_,)继续培养细胞24 h,收集细胞及上清
液。利用酶联免疫法检测培养液中白介素-8(IL-8)的含量，硫代巴比妥酸反应物法检测细胞内丙二醛(MDA)的水平，试剂盒
检测细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、磷酸二酯酶4(PDE-4)、环磷酸腺昔(cAMP)及蛋白激酶A(PKA)的
肺部疾病，是全球范围内发病率和死亡率最高的疾 病之一，且发病率和致死率逐年升高⑴。据统计,
COPD患者每年发生约0.5 ~ 3.5次的急性加重, COPD 急性加重(acute exacerbation of COPD, AECOPD)已经成为COPD患者死亡的重要因素⑵。AECOPD发病的最常见原因是上呼吸道病毒感染和支气
黄酮类化合物是一类重要的植物次生代谢产 物，具有抗炎、抗氧化及免疫调节等药理活性⑹。其
中,W4皮素(quercetin)由于具有卓越的抗炎、抗氧化 活性成为研究热点［7〕。市场上，懈皮素已开发为膳 食补充剂(1 000 mg • d")作日常保健用。Cheng 等⑻研究证实，在白介M-ip(iL-ip)诱导的人视网 膜色素上皮(ARPE-19)细胞中，懈皮素可通过调控 丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)及核因子kB(NFkB) 信号通路抑制炎性细胞因子如IL-6,IL-8及人单核 细胞趋化蛋白-l(MCP-l)等的释放。Wang等⑼研 究证实桝皮素可通过激活环磷酸腺昔-cAMP直接活 化交换蛋白(cAMP-Epac)信号通路，预防脂多糖 (LPS)诱导的小鼠急性肺损伤，具有较强的抗炎能 力。然而，蝌皮素是否对香烟烟雾等有害气体诱导 的炎症反应有预防作用尚未阐明。
桝皮素预防急性加重慢性阻塞性肺疾病的作用及机制研究
张鹏叶陈丽马姑2,曹伟灵"(1.深圳市罗湖区人民医院药学部，广东深圳518001 ；2.中山大学附属第八医院，广东深 圳 518000)
摘要：目的 探讨榻皮素对急性加重慢性阻寒性肺疾病(AECOPD)的预防作用及相关机制，为楓皮素的临床应用提供理论依 据。方法 采用香烟烟雾提取液(CSM)及脂多糖(LPS)联合刺激人支气管上皮BEAS-2B细胞，构建AECOPD体外细胞模型。
Shenzhen, Guangdong 518001, China 2. The Eighth Hospital, Sun Yat-sen University, Shenzhen, Guangdong 518000, China)
ABSTRACT: OBJECTIVE To investigate the preventive effect of quercetin on acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease ( AECOPD) and its related mechanism, in order to provide theoretical basis for the clinical application of quercetin. METHODS
活性，免疫蛋白印迹法检测细胞中核因子kB(NFkB)及人核因子kB抑制蛋白a(IK|3a)的表达水平。结果 与阴性对照组相 比，CSM+LPS组中IL・8、MDA含量及PDE-4活性显著性上升，抗氧化酶SOD .CAT活性、cAMP水平及PKA活性显著性下调，
P65和IKpa的磷酸化水平增高。采用楓皮素预处理细胞后，与CSM+LPS组相比，榻皮素可显著性抑制IL-8释放，提升SOD
Human bronchial epithelial BEAS-2B cells were stimulated with cigarette smoke extract ( CSM, 4% ,v/v) plus lipopolysaccharide (LPS, 10 |xg*mL_l) to establish AECOPD cell model.The cells were pretreated with quercetin ( 10 pimol • L"1) for 1 hour, and then stimulated with CSM plus LPS for 24 hours.Cells and supernatant in culture medium were collected.The content of interleukin-8 (IL-8) in culture solution was detected by enzyme-linked immunosorbent assay ( ELISA ) , the level of malondialdehyde ( MDA) in cells was detected by thiobarbituric acid reaction method, and the levels of superoxide dismutase ( SOD ) , catalase ( CAT) , phosphodiesterase-4 (PDE-4) ,cyclic adenosine monophosphate ( cAMP) and protein kinase A ( PKA) in cells were detected by kit.The expressions of nuclear factor kappa B ( NFkB ) and human nuclear factor kappa B inhibitor protein a ( IK|3a) were detected by western blot. RESULTS Compared with the control group, the levels of IL-8, MDA and PDE-4 in CSM+LPS group were significantly increased, the activities of SOD,CAT cAMP and PKA were significantly decreased,and the phosphorylation levels of p65 and IKPa were increased. Compared with CSM+LPS group,quercetin significantly inhibited the release of IL-8,increased the activities of SOD and CAT,and down regulated the expression of MDA.In addition, quercetin could inhibit the activity of PDE-4, up-regulate the levels of cAMP and PKA, and inhibit the expressions of p-p65 and p-IKpa. CONCLUSION In the CSM + LPS-induced AECOPD model of BEAS-2B cells, quercetin inhibits the release of IL-8 via activating PDE-4/cAMP/PKA and inhibiting NFkB signaling pathway. At the same time, quercetin exerts an anti-oxidative effect by up-regulating the activity of antioxidant enzymes. This results reveal that quercetin has potential pharmacological effects to prevent the occurrence and development of AECOPD. KEY WORDS: quercetin ； acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease ( AECOPD) ； oxidative stress； cyclic adenosine monophosphate ； nuclear factor kappa B
及CAT酶活性并下调MDA的表达。此外，梅皮素可抑制PDE-4活性，上调cAMP及PKA水平，同时抑制p-p65及p-IKfa的
表达。结论 在CSM+LPS诱导的BEAS-2B细胞AECOPD模型中，梆皮素通过抑制PDE-4活性，激活cAMP/PKA信号通路，
抑制NFkB的活化，抑制IL-8的释放。同时，榻皮素通过上调抗氧化酶活性发挥抗氧化应激作用。本研究结果揭示榻皮素具
The Protective Effects and Mechanisms of Quercetin on Acute Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease
ZHANG Peng1 , YE Chenli1 , MA Jing2 , CAO Weiling1 * ( 1. Department of Pharmacy, Shenzhen Luohu People's Hospital,
有预防AECOPD发生发展的潜在药理作用。
关键词：楓皮素；急性加重慢性阻塞性肺疾病；氧化应激;环磷酸腺昔；核因子kB
中图分类号：R969
文献标志码：A
文章编号：1674-229X( 2021 )06・0416・06
Doi ： 10.12048/j.issn.l674-229X,2021.06.004
管ECOPD发生发展的主要危险因素⑶。 临床研究发现，在AECOPD患者的痰液中，白介素-8 (interleukin-8, IL-8)及肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-a, TNF-a)等水平明显增加，且与患者的吸烟 史密切相关⑷。此外,采用香烟烟雾提取液(CSM) 分别处理肺上皮细胞(16HBE细胞)及Balb小鼠，可 显著增加体内外炎症因子(如IL-6,TNF-a)和氧化 应激［丙二醛(malondialdehyde, MDA )、超氧化物歧 化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)］水平⑸。目前临床 上主要采用支气管扩张剂、糖皮质激素和抗菌药物 等减轻患者的急性加重病情，改善肺功能。但目前 临床治疗药物仍不理想，亟需开发新的药物用于治 疗 AEC0PDo
今日药学2021年6月第31卷第6期
防作用及相关机制。本研究揭示懈皮素可通过调控 cAMP/PKA/NFkB信号通路，抑制炎症及氧化应激反
应，具备预防AECOPD发生发展的潜在药用价值。
1材料与方法
1.1细胞与试剂 BEAS-2B细胞株(上海中科院)；K-SFM培养基