Phytomedicine：益气化瘀解毒方靶向JAK2/STAT3通路阻断胃炎的癌变
慢性萎缩性胃炎（CAG）作为胃癌前病变的重要阶段，其癌变过程涉及复杂的分子机制。尽管现代医学在幽门螺杆菌根除等方面取得进展，但针对"炎症-癌变"转化链的有效干预手段仍显匮乏。中医益气化瘀解毒方（YQHYJD，Yiqi Huayu Jiedu formula）在临床实践中展现独特疗效，但其作用靶点和分子机制尚未明确。2024年12月（online）由中医证候国家重点实验室/脾胃病科、广州中医药大学第二附属医院、广东省中医院、广东省中医药科学院/中医湿证国家重点实验室的钟子劭（亦属广东省中医药防治慢性难治性疾病重点实验室）、潘胡丹、叶振昊团队发表在《Phytomedicine》（最新影响因子/JCR分区：6.7/Q1）题为“Yiqi Huayu Jiedu formula inhibits JAK2/STAT3-mediated partial EMT in treating chronic atrophic gastritis”的研究通过整合质谱分析、网络药理学及多维度实验验证，首次揭示该复方通过调控JAK2/STAT3介导的部分上皮-间质转化（pEMT）抑制CAG进展的分子机制，为中医药现代化研究提供关键科学依据。
亮点
- 创新机制：首次发现YQHYJD通过抑制JAK2/STAT3通路调控部分EMT（pEMT），阻断胃癌前病变进展。
- 多维度验证：结合网络药理学、动物模型（CDCA/氨水诱导CAG）及体外细胞模型（GES-1细胞），验证机制的可靠性。
- 临床转化潜力：为传统中药复方YQHYJD的临床应用提供了分子层面的科学依据。
研究方法
1) 药血质谱分析
使用UPLC-Q-Orbitrap HRMS/MS对服用YQHYJD后获得的血清进行成分鉴定，确认80种活性成分。
2) 网络药理学分析
利用ChEMBL、TCMIO、OMIM、GeneCards等数据库构建复方—靶点网络，并通过GO及KEGG通路富集分析预测关键信号通路（如JAK/STAT）。
3) 动物模型构建
- CAG模型：采用Sprague-Dawley大鼠，通过胆酸（CDCA）和氨水联合饮食诱导CAG，持续16周。
- 分组设计：设对照组、模型组、YQHYJD低/高剂量组、JAK抑制剂AG490组、STAT3激活剂Colivelin组等。
- 评估指标：胃黏膜病理学（H&E染色）、血清标志物（PGI、PGII、GAS17）、免疫组化（Vimentin、E-cadherin等）。
4) 细胞模型构建
- GES-1细胞：通过CDCA（400 µmol/L）诱导胃癌前病变，建立细胞模型。
- 干预实验：YQHYJD不同浓度处理，检测JAK2/STAT3通路激活及EMT标志物（Vimentin、Snail、β-catenin）。
- 过表达/抑制实验：构建STAT3过表达细胞系（GL180），验证通路依赖性。
前言
慢性萎缩性胃炎（CAG）作为胃癌的重要前驱病变，其主要特征为胃黏膜持续性炎症及内在胃腺的萎缩。胃癌是全球癌症相关死亡的第二大原因。CAG发病率的上升与饮食、吸烟以及微生物感染等多种因素密切相关。目前针对CAG的治疗方法主要包括胃黏膜保护、维生素C补充、内镜微创治疗及幽门螺杆菌根除，但这些策略往往难以阻止疾病向癌变进展，并伴有一定的副作用，亟需开发新的干预措施。
JAK/STAT信号通路在调控多种生物过程方面起着关键作用，并与胃癌的发生密切相关。该通路的激活不仅能促进胃癌细胞的侵袭和转移，还能抑制免疫细胞的功能，进而导致免疫逃逸。然而，关于JAK/STAT在CAG中的研究仍处于起步阶段。已有研究在大鼠CAG模型中观察到JAK/STAT通路的激活，但其在CAG发展或进程中的具体机制尚未充分阐明。
上皮-间质转化（EMT）是一种细胞状态的可逆性转变，在肿瘤发生中扮演重要角色，其与炎症向癌症转化之间的关联已引起广泛关注。新兴证据表明，胃黏膜内的炎症激活会导致促炎细胞因子和趋化因子的释放，如TNF-α、IL-6和IL-8，从而诱导EMT。具体而言，TNF-α和IL-1能够激活IKK复合体，导致IκB降解及NF-κB的激活，一旦激活，NF-κB便转位至细胞核并与靶基因启动子结合，可能进一步放大炎症反应并促进EMT。
近年来，中医药在CAG治疗中逐渐受到认可，多个研究证实了天然化合物或中药复方在改善胃黏膜损伤方面的疗效。其中，益气化瘀解毒方作为一种传统复方，已显示出缓解CAG相关的胃黏膜萎缩和肠上皮化生的临床效果，特别适用于脾胃虚弱、气滞血瘀的患者。然而，该复方药理机制的认识不足以及活性成分的准确识别，限制了其在更广泛领域的应用。
该研究旨在阐明益气化瘀解毒方通过调控JAK2/STAT3信号通路及抑制部分EMT发挥治疗CAG作用的分子机制，为CAG的发病机制研究和预防胃癌提供新的理论依据。
结果
JAK/STAT3通路与EMT的关联性验证与YQHYJD 复方活性成分鉴定
01
通过对GEO数据库中CAG样本的转录组分析，作者发现：
- 渐进性激活：从正常胃黏膜到重度萎缩性胃炎，JAK/STAT3信号通路的激活水平呈现逐步升高的趋势（图1A）。
- 差异显著性：重度CAG组与正常对照组相比，JAK/STAT3通路的激活存在统计学显著差异（p < 0.01）（图1B）。
- EMT相关性：
- JAK/STAT3通路激活与EMT进程呈显著正相关（r = 0.82, p < 0.001）（图1B）。
- 通路激活与上皮标志物E-cadherin表达负相关（r = -0.76），而与间质标志物Vimentin（r = 0.69）、Slug（r = 0.71）和ZEB1（r = 0.65）正相关（图1C）。
图1 CAG中JAK/STAT信号通路与EMT的生物信息学分析及YQHYJD潜在治疗机制网络药理学研究
A) 上皮间质转化促进CAG进展；B) CAG进程中JAK/STAT通路的激活特征；C) JAK/STAT通路活化对EMT的促进作用；D) 益气活血解毒方靶点基因的GO功能富集；E) 益气活血解毒方作用通路的KEGG富集分析
该研究对 YQHYJD 含药血清进行了 UPLC-Q-Orbitrap HRMS/MS 分析，共鉴定出 80 种活性成分，其中 桑根酮 C（Morusin） 和 山奈酚（Kaempferol） 的综合评分（CompositeScore）显著高于其他成分（图 2，表 S1）。通过网络药理学分析，作者预测了这些活性成分的作用靶点，并发现 51 个与 CAG 相关的共同靶点（图 S1A），其中 STAT1、EGFR、MAPK8 和 JUN 等关键基因可能通过调控 JAK/STAT 信号通路 发挥治疗作用（图 S1B-C）。KEGG 富集分析进一步证实，这些靶点主要富集于 JAK/STAT 通路、MAPK 信号通路和凋亡调控（图 1D-E）。
图2 YQHYJD含药血清总离子流图
A) 正离子模式色谱图；B) 负离子模式色谱图
YQHYJD 复方通过调控 JAK/STAT 信号通路改善 CAG 大鼠胃黏膜萎缩
02
在 CAG 大鼠模型中，组织病理学分析显示，与对照组相比，模型组的 胃固有腺体数量减少，上皮细胞高度降低。而 YQHYJD 干预后，胃腺体数量和上皮高度均显著恢复（图 3A）。此外，血清学检测发现，YQHYJD 组 PGI 和 PGII 水平降低，而 GAS17 水平升高（图 S2A-B）。
Western blot 结果显示，CAG 模型组的 JAK2/STAT3 通路显著激活（p < 0.05），而 YQHYJD 干预后，该通路的激活被明显抑制，且呈 剂量依赖性（图 3B-C）。JAK2/STAT3 抑制剂 AG490 也表现出类似的抑制作用（p < 0.05）。相反，STAT3 激动剂 Colivelin 可激活该通路，但 YQHYJD 仍能有效抑制其激活（p < 0.05）。值得注意的是，JAK2/STAT3 通路的激活与 间质相关基因（Vimentin、Snail、β-catenin） 的表达呈正相关，而 上皮标志物 E-cadherin 的表达未发生显著变化（p > 0.05），表明 CAG 模型中存在 部分上皮-间质转化（pEMT） 现象（图 3B-C，定量数据见图 S3A-B）。
免疫组化进一步证实，CAG 模型组的 Vimentin 和 ZEB1 表达显著上调（p < 0.05），而 YQHYJD 干预后，这些蛋白的表达明显降低（p < 0.05）。AG490 处理组也观察到类似趋势，而 Colivelin 组则表现出 Vimentin 和 ZEB1 表达增强，但 YQHYJD 可逆转这一效应（p < 0.05）。E-cadherin 的表达在各组间无显著差异（p > 0.05）（图 3D，定量数据见图 S3C）。
组织免疫荧光分析同样显示，CAG 模型组的 β-catenin 和 Vimentin 荧光信号增强（p < 0.05），而 YQHYJD 干预后，这些蛋白的表达显著降低（p < 0.05）。AG490 处理组也表现出类似的抑制效果（图 S4）。
图3 YQHYJD对CAG大鼠JAK2/STAT3信号通路及EMT的调控作用
A) 大鼠胃组织苏木精-伊红(H&E)染色（比例尺：200μm）；B-C) 益气活血解毒方及JAK2/STAT3通路调节剂干预后相关蛋白表达；D) 石蜡包埋胃组织Vimentin、ZEB1、E-cadherin原位蛋白检测（比例尺：200μm）
脱氧胆酸（CDCA）诱导 GES-1 细胞建立胃癌前病变模型
03
为了建立 体外 CAG 细胞模型，作者使用不同浓度的 脱氧胆酸（CDCA） 处理 GES-1 细胞。形态学观察发现，CDCA 处理后，细胞生长紊乱，形成 不规则“岛状”簇，并出现零星细胞死亡（图 4A）。
通过 Western blot 检测 CDX2、VILLIN 和 KLF4 的表达，作者发现这些蛋白的表达水平与 CDCA 浓度（0-400 μmol/ml）呈 正相关，并在 400 μmol/ml CDCA 时达到峰值（p < 0.05）（图 4B，定量数据见图 S5B）。
免疫荧光分析进一步证实，400 μmol/ml CDCA 处理的 GES-1 细胞中，KLF4、MUC2 和 VILLIN 的荧光信号显著增强（p < 0.05）（图 4C，定量数据见图 S5D）。因此，作者选择 400 μmol/ml CDCA 作为后续实验的 最佳建模浓度。
图4 脱氧胆酸诱导GES-1细胞胃癌前病变表型建立
A) 不同浓度脱氧胆酸处理的细胞形态学变化；B) CDX2、KLF4、Villin蛋白表达水平；C) 400μM脱氧胆酸处理24小时后MUC2与Villin的免疫荧光定位
YQHYJD 复方通过靶向 JAK/STAT 通路调控胃癌前细胞的 pEMT
04
在 GES-1 细胞模型中，Western blot 结果显示，CDCA 处理组的 JAK2/STAT3 通路显著激活，而 YQHYJD 干预后，该通路的激活被明显抑制（图 5A-B，定量数据见图 S6A-B）。此外，在 STAT3 过表达细胞系（GL180） 中，YQHYJD 仍能显著降低 STAT3 的表达水平。
细胞免疫荧光分析进一步证实，CDCA 处理组的 β-catenin 和 Vimentin 荧光信号增强（p < 0.05），而 YQHYJD 干预后，这些蛋白的表达显著降低（p < 0.05）。AG490 处理组也表现出类似的抑制效果（图 5C，定量数据见图 S6C）。这些结果表明，YQHYJD 复方通过抑制 JAK2/STAT3 通路介导的 pEMT，有效改善胃癌前病变。
图5 GES-1细胞中JAK2/STAT3通路活化状态及EMT标志物评估
A) JAK2抑制剂AG490干预后的蛋白表达；B) STAT3过表达细胞系(GL180)与空载对照(H26733)的蛋白表达差异；C) E-cadherin与β-actin的荧光显微成像
讨论总结
该研究首次揭示JAK2/STAT3通路介导的部分上皮间质转化（pEMT）在CAG进程中的核心作用：
- 机制创新：发现pEMT特征性表现为Vimentin/β-catenin上调而E-cadherin维持稳定，提出"混合上皮表型"概念
- 转化意义：阐明益气活血解毒方通过多靶点调控阻断STAT3核转位，抑制间质标志物表达
- 模型优势：建立新型CAG大鼠模型（脱氧胆酸+氨水交替诱导），重现人类病变特征
- 临床启示：为中药复方防治胃癌前病变提供JAK2/STAT3-pEMT轴作用靶点
研究局限性包括未解析具体活性成分的贡献度，未来需通过成分敲除实验验证关键化合物。临床剂量优化及长期随访研究亟待开展。
图6 YQHYJD通过抑制JAK2/STAT3介导的部分EMT治疗CAG的作用机制
参考文献
