蒜素通过抑制PI3K/AKT/NF-κB信号通路，在急性皮肤损伤小鼠模型及LPS诱导的角质形成细胞中发挥抗炎作用

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蒜素通过抑制PI3K/AKT/NF-κB信号通路，在急性皮肤损伤小鼠模型及LPS诱导的角质形成细胞中发挥抗炎作用

时间：2026年2月12日

来源：International Immunopharmacology

编辑推荐：

Allicin通过调控PI3K/AKT/NF-κB信号通路抑制炎症反应和异常增殖，促进小鼠急性皮肤伤口愈合和胶原沉积。

郑浩红|唐典东|安帅豪|方莉|李健|张强强|孔俊东|卢伟|范中凯

中国锦州医科大学第一附属医院骨科，锦州121000。

摘要

背景

伤口愈合对于组织修复至关重要，而炎症调节是恢复的关键决定因素。虽然大蒜素具有多种治疗特性，但其抗炎保护机制在伤口愈合过程中的具体作用仍需进一步阐明。

方法

在体外实验中，我们通过脂多糖（LPS）刺激HaCaT细胞建立了炎症模型。在体内实验中，使用了标准化的全层切除伤口模型（直径1厘米）进行研究。通过CCK-8检测和划痕试验评估细胞反应。通过Western blotting和免疫荧光分析了炎症标志物（IL-6、TNF-α）、增殖指标（PCNA）以及PI3K/AKT/NF-κB通路组分（包括磷酸化状态）的蛋白质表达。通过PI3K抑制剂（LY294002）预处理来验证通路的特异性。使用苏木精-伊红（H&E）和Masson三色染色法评估组织形态和胶原沉积情况。

结果

在体外实验中，无论是否受到LPS刺激，大蒜素都能在24小时内以剂量依赖的方式抑制HaCaT细胞。在体内实验中，大蒜素处理显著提高了伤口闭合率（P < 0.05），并促进了胶原沉积和上皮再生。与LPS处理组或损伤组相比，大蒜素组中IL-6、TNF-α、PCNA、PI3K、AKT和NF-κB（包括磷酸化状态）的蛋白质水平显著降低（P < 0.05），这一结果在Western blotting和免疫荧光检测中均得到证实。

结论

大蒜素通过调节PI3K/AKT/NF-κB信号通路来抑制炎症和异常细胞增殖，从而加速伤口愈合。

引言

皮肤是人体最大的器官，它不仅作为抵御病原微生物的物理屏障，也是免疫防御系统的重要组成部分。皮肤伤口愈合的生理过程非常复杂，通常经历四个相互重叠的阶段：（1）止血期——快速血小板聚集和血栓形成以止血；（2）炎症期——以微生物防御机制和吞噬作用清除细胞碎片为特征；（3）增殖期——涉及细胞外基质沉积和多种生长因子及细胞因子的介导下的组织再生；（4）重塑期——组织成熟和疤痕形成的长期过程，可能持续数月至数年[1]。目前，国内外有多种治疗皮肤损伤的方法，包括清创和皮肤移植，以及使用各种生长因子（如血管内皮生长因子（VEGF）、表皮生长因子（EGF）、血小板衍生生长因子（PDGF）等来自富血小板血浆的方法[2]，还有多功能干细胞（骨髓间充质干细胞[3]、脂肪来源的干细胞[4]等）。此外，还使用了外部敷料、各种化合物制剂[5]和生物制剂[6][7][8]。在这些多样的治疗策略中，实现不同愈合阶段之间的最佳协调——特别是在调节炎症反应的同时促进增殖过程——已成为当代伤口管理研究的关键焦点。磷脂酰肌醇激酶3/蛋白激酶B（PI3K/AKT）信号通路在正常组织修复过程中起着关键作用，对受损组织的再生[9]、重塑[10]和上皮再生[11]至关重要。多项研究表明，调节PI3K/AKT通路的表达可以促进伤口细胞的增殖、迁移、分化、伤口愈合以及烧伤后的毛囊再生[12][13][14]。核因子κB增强子结合蛋白（NF-κB）信号通路与细胞增殖、细胞黏附、炎症以及氧自由基的释放有关[15][16][17]，并与伤口损伤后的愈合过程密切相关[18][19]。Xie等人的体内实验证实，通过调节NF-κB和JAK-STAT信号通路可以抑制巨噬细胞的极化并促进伤口愈合[20]。更多研究认为，调节NF-κB信号通路可以改善糖尿病患者由于血糖异常引起的血管功能障碍，从而促进伤口愈合[21]。大蒜是中国烹饪传统的核心成分，其主要的生物活性成分大蒜素（二烯丙基硫代硫酸盐）引起了科学界的广泛关注。这种有机硫化合物在包括大蒜和洋葱在内的葱属植物中含量丰富[22]，并在众多药理学研究中得到了深入研究[22][23][24]。大蒜素因其成本效益和多方面的生物活性（包括强大的抗炎、抗菌、抗肿瘤、抗氧化、心脏保护和免疫调节作用）而展现出显著的治疗潜力。一些研究指出：（1）通过抑制AGEs和血管内皮细胞增殖来改善糖尿病血管并发症[25][26]；（2）通过PI3K/AKT介导的自噬抑制来减轻病理性心脏肥大[27]；（3）通过PI3K/AKT/NF-κB信号通路调节来抑制骨关节炎的进展[28]；（4）在实验模型中缓解银屑病炎症[24]。基于这些已建立的机制，本研究探讨了大蒜素通过调节PI3K/AKT/NF-κB通路促进急性伤口愈合的潜力，可能为皮肤修复提供新的治疗策略。

试剂

大蒜素（HY-N0315；MedChemExpress）溶解在DMSO中，制备30 mM的储备溶液（4.38 μL化合物溶于1 mL溶剂），用于实验[29]。脂多糖（LPS；L4391）和PI3K抑制剂（LY294002）分别来自Sigma-Aldrich和Beyotime Biotechnology公司。所使用的抗体包括：兔抗TNF-α和抗IL-6（Wanlei Bio，沈阳）、兔抗PCNA、鼠抗NF-κB p65和鼠抗β-actin（Proteintech Biotechnology，武汉）、兔抗磷酸化NF-κB p65

动物实验和急性皮肤损伤模型的建立

来自锦州医科大学SPF动物中心的雄性昆明鼠（6–8周龄，35–40克），生活在12小时光照-黑暗周期的环境中，提供无菌水和食物。小鼠被随机分为对照组、损伤组和大蒜素处理组（每组n=3只）。经过1周的适应期（SPF）后，小鼠接受腹腔注射40 mg/kg 2%戊巴比妥钠麻醉，剃毛/脱毛，消毒，并在双侧制造1厘米全层圆形伤口

大蒜素对HaCaT细胞的细胞毒性和迁移效应

CCK8检测结果显示（图1 A），在24小时内，浓度≤50 μM的大蒜素处理对HaCaT细胞的存活率没有显著影响，而浓度>50 μM时存活率显著降低（P < 0.05）（图1 B）。在LPS诱导的HaCaT细胞中，随着大蒜素浓度的增加，细胞存活率逐渐低于对照组（无LPS和大蒜素）（P < 0.05）。但在5 μM浓度下，存活率与对照组没有显著差异

讨论

伤口愈合仍然是全球性的健康挑战。根据组织修复的时间进程，伤口在临床上被分为急性和慢性两类[33][34]。流行病学数据显示，英国每1000人中有1.47例慢性伤口[35]。这些持续性伤口不仅严重影响患者的生活质量，还带来了巨大的社会经济负担。值得注意的是，慢性伤口管理约占...

结论

大蒜素通过调节PI3K/AKT/NF-κB信号通路，抑制过度炎症和损伤引起的异常细胞增殖，从而加速急性皮肤损伤小鼠和LPS诱导的角质形成细胞的伤口愈合，促进正常组织修复。

CRediT作者贡献声明

郑浩红：撰写初稿、验证、软件使用、方法学设计、数据分析、概念构思。 唐典东：撰写初稿、软件使用、方法学设计、数据分析。 安帅豪：数据分析、概念构思。 方莉：数据分析、概念构思。 李健：撰写与编辑、监督、项目管理、概念构思。 张强强：数据分析、概念构思。 孔俊东：数据分析、概念构思。