震撼揭秘！郑州大学代谢组学大突破：艾蒿精油如何神奇逆转哮喘，5-LOX-CysLTs与IDO-1-KYN成关键！

支气管哮喘是一种较为普遍的慢性呼吸道疾病之一，其核心特征包括气道炎症、气道高反应性以及过度的气道粘液产生。气道黏液分泌过多不仅是多种呼吸道疾病，包括2019冠状病毒等新型病原体的治疗难点之一，也是哮喘患者面临的显著临床挑战。过度分泌的黏液往往导致疾病进展缓慢，治疗难度增加，并成为严重哮喘及慢性阻塞性肺疾病中哮喘和肺炎并发症的主要致死因素之一。因此，针对气道黏液分泌过多的治疗策略，对于改善哮喘患者预后、降低死亡率具有重要意义。

艾蒿精油（AAEO）作为一种历史悠久的草药疗法，在哮喘治疗中展现出其独特的价值。研究表明，艾叶内含有的多种成分具备突出的抗炎功效及哮喘缓解活性，而AAEO正是这些有益特性的主要载体。尽管如此，关于AAEO对哮喘疾病具体影响的潜在机制，目前尚缺乏全面且深入的阐释。

日前，一篇名为“Artemisia argyi essential oil alleviates asthma by regulating 5-LOX-CysLTs and IDO-1-KYN pathways: Insights from metabolomics”的论文对AAEO对哮喘的保护作用进行了分析。

图1 论文首页

AAEO对哮喘小鼠BALF炎性细胞因子和血清OVA-sIgE的影响

该研究通过严谨的实验设计，对小鼠血清中的OVA-sIgE水平进行了定量测定。结果显示，与对照组相比，模型组小鼠的OVA-sIgE水平呈现出显著的上升趋势，证明哮喘小鼠模型构建成功。进一步对比发现，与模型组相比，无论是AAEO组还是布地奈德（BUD）组，其OVA-sIgE水平均出现了显著的降低。特别是，AAEO-H组在降低OVA-sIgE水平上的效果优于AAEO-L组，这一发现揭示了AAEO在抑制哮喘小鼠气道过敏反应方面具有剂量依赖性的特性（图2）。

此外，研究还利用ELISA技术检测了不同组别中小鼠体内多种细胞因子的表达水平。结果显示，OVA刺激显著促进了白细胞介素-4（IL-4）、白细胞介素5（IL-5）、白介素-13（IL-13）和白细胞介质-17A（IL-17A）的释放，而同时抑制了白细胞介素-10（IL-10）的生成。然而，AAEO-H、AAEO-L和BUD均能够有效地抑制IL-4、IL-5、IL-13和IL-17A的过量表达，并促进IL-10水平的回升。这些发现为AAEO在哮喘治疗中的潜在应用提供了有力的实验依据。

图2 AAEO的有益作用可减轻OVA诱导的哮喘小鼠表型

AAEO对哮喘小鼠肺组织病理学的影响

如图2J所示，HE染色显示对照组血管、肺泡及支气管结构均呈现正常状态，未见显著炎症细胞浸润。相较之下，模型组展现出血管外层被炎症纤维所包裹的病理变化，炎症细胞形成明显簇集，支气管上皮出现脱落现象，且血管壁显著增厚，血管内可观察到显著的炎症细胞存在。与模型组对比，BUD组血管内的炎症细胞浸润程度有所减轻。而AAEO-H与AAEO-L组虽仍可见血管外炎症细胞包被，但其程度较模型组为轻，同时血管壁增厚现象也有所缓解。

关于AAEO对哮喘小鼠黏液高分泌的影响，需指出呼吸道黏液过度分泌可诱发气道炎症反应及气道阻塞，此为哮喘致死的重要原因之一。该研究通过PAS染色技术，观察到OVA诱导的气道黏液堵塞现象，而经AAEO处理后，黏液分泌显著减少，且AAEO-H组展现出的效果优于AAEO-L组（图2K）。

AAEO对哮喘小鼠Muc5ac水平的影响

图2I展示了AAEO对哮喘小鼠支气管肺泡灌洗液（BALF）中Muc5ac水平的影响。与对照组相比，模型组的Muc5ac水平呈现出显著的上升趋势，而AAEO的干预则显著降低了这一水平。进一步观察发现，随着AAEO浓度的逐步增加，其对Muc5ac水平的抑制作用也相应增强，这充分表明AAEO能够以剂量依赖性的方式有效抑制哮喘气道黏液的产生。

AAEO对哮喘小鼠CysLTs、Trp和KYN水平的影响

研究还采用ELISA试剂盒对各组CysLTs（图3C）、Trp（图4B）及KYN（图4C）的浓度进行了精确测定。实验结果与非靶向代谢组学的数据相吻合，显示出模型组小鼠血清中的CysLTs和Trp浓度相较于对照组呈现出显著上升的趋势。然而，在AAEO-H给药组小鼠中，其血清CysLTs和Trp的浓度相较于模型组则呈现出了明显的下降趋势。

另一方面，模型组小鼠的血清KYN浓度相较于对照组显著降低，这一变化趋势与之前的实验结果相一致。而AAEO-H的给药则显著地逆转了这一趋势，使得小鼠的血清KYN浓度得到了显著提升。这进一步证实了AAEO-H在调节小鼠体内代谢物水平方面的有效性。

图3 AAEO对哮喘小鼠AA代谢途径的影响

AAEO对哮喘小鼠5-LOX水平和IDO-1活性的影响

该采用了ELISA试剂盒对花生四烯酸代谢过程中的核心酶——5-脂氧合酶（5-LOX）的含量进行了精确测定。结果显示，相较于对照组，模型组的5-LOX水平呈现出了显著的上升趋势（图3D）。但在AAEO-H组中，该酶的水平得到了有效调控，降低至与对照组相近的水平，表明AAEO-H在逆转哮喘小鼠体内5-LOX水平异常增高方面的积极作用。

此外，为评估IDO-1酶的活性状态，研究选用了血清中的KYN/Trp比率作为衡量指标。通过对比分析，研究发现模型组的IDO-1活性相较于对照组而言，出现了显著的降低（图4D）。然而，在AAEO-H给药组中，KYN/Trp比率的显著升高，这一变化直接反映了AAEO-H在促进IDO-1活性增强方面的有效作用。综上所述，AAEO-H在调节花生四烯酸代谢关键酶及增强IDO-1活性方面展现出了重要的生物学效应。

图4 AAEO对哮喘小鼠色氨酸代谢途径的影响

AAEO对哮喘小鼠IDO-1表达的影响

针对IDO-1在小鼠肺组织中的表达，研究进行了免疫组织化学分析（图4F），旨在进一步明确AAEO对IDO-1的作用机制。为了实现这一目标，该研究借助了Image J软件进行半定量评估，具体通过测量肺组织样本中IDO-1表达的平均光密度（AOD）值来量化其表达水平。

结果显示，与对照组相比，模型组小鼠肺组织中的IDO-1表达呈现出显著的下降趋势（图4G）。值得注意的是，AAEO-H的引入有效逆转了这一趋势，使得IDO-1的表达水平恢复到与对照组相当的水平。这一发现不仅证实了AAEO对IDO-1表达的潜在调控作用，也为进一步探索AAEO在调节色氨酸代谢及相关生理病理过程中的具体机制提供了有力的证据。

结论

总之，AAEO在抑制炎症方面展现出双重作用机制。首先，它通过抑制5-LOX的表达，达到缓解机体炎症状态的目的。另一方面，AAEO通过激活IDO-1的活性并调节IDO-1-KYN通路，对哮喘小鼠产生显著的治疗作用。

参考文献：

Rong Y, Tang M, Liu L, Ma X, Liu M, Qu L, Liao X, Jiang Q, Zhang N, Xu X. Artemisia argyi essential oil alleviates asthma by regulating 5-LOX-CysLTs and IDO-1-KYN pathways: Insights from metabolomics. J Ethnopharmacol. 2024 Oct 28;333:118458