从ActinvinB竞争性结合BMP受体调节hepcidin-ferroportin轴研究异功散改善慢性病贫血铁代谢的作用机制

Anemia of chronic disease (ACD) is a disease of iron metabolism, and YGS can treat ACD. The study found that: YGS not only affects the hepcidin-ferroportin axis through the IL-6/JAK/STAT pathway, regulates iron metabolism, but also regulates the key protein of ActinvinB/SMAD pathway. Combining the new understanding of "inflammation can regulate iron metabolism through Actinvin B competitively bind BMP receptorand to cooperate with IL-6/JAK/STAT ", hypothesis is put forward: YGS can regulates iron metabolism of ACD by synergic effecting of ActinvinB/SMAD on IL-6/JAK/STAT pathway. In this study, LPS was used to activate the ActinvinB/SMAD pathway in mice. The siRNA technology silenced the SMAD1/5/8 and STAT3 genes in HepG2 cells, and the key links of the IL-6/JAK/STAT and ActinvinB/SMAD pathways, from the overall animal and in vitro. The hypothesis was verified in two levels, positive and negative, to elucidate the mechanism by which YGS regulates iron metabolism of ACD.

慢性病贫血（anemia of chronic disease，ACD）是一种铁代谢异常疾病，异功散（YGS）可治疗ACD。研究发现YGS不仅通过IL-6/JAK/STAT通路影响hepcidin-ferroportin轴，调节铁代谢，还调节ActinvinB/SMAD通路关键蛋白。结合“炎症可通过ActinvinB竞争性结合BMP受体，协同IL-6/JAK/STAT对铁代谢的调控”的新认识，提出假说：YGS可通过影响ActinvinB/SMAD对IL-6/JAK/STAT通路的协同作用调节ACD铁代谢。本研究用LPS激活小鼠ActinvinB/SMAD通路，siRNA技术分别沉默HepG2细胞的SMAD1/5/8和STAT3基因，围绕IL-6/JAK/STAT及ActinvinB/SMAD通路的关键环节，从整体动物与体外细胞两层次、正反两方面验证该假说，阐释YGS调节ACD铁代谢的机理。

1.项目背景：慢性病贫血（anemia of chronic disease，ACD）是一种铁代谢异常疾病，异功散（YGS）改善ACD铁代谢紊乱。炎症通过ActivinB/SMAD信号通路对IL-6/STAT3信号通路交互作用，协同增强p-stat3的表达使得hepcidin-ferroportin轴失衡是导致ACD铁代谢紊乱的重要原因。.2.主要研究内容：本研究采用LPS小鼠模型及HepG2细胞体内体外两种模型验证观察YGS对ActivinB/SMAD、IL-6/STAT3信号通路关键蛋白及其交互作用的影响。并采用siRNA技术分别沉默的SMAD1/5/8和STAT3基因，明确YGS对ActivinB/SMAD、IL-6/STAT3信号通路的作用机制。.3.重要结果、关键数据：①体内研发现YGS可以通过调控hepcidin-ferroprtin轴，促进脾脏组织内储存铁向细胞外释放，升高血清铁。进一步研究YGS可以下调LPS小鼠肝组织ActivinB/SMAD信号通路和IL-6/STAT3信号通路的关键基因及蛋白，并且降低p-SMAD158与p-STAT3的交互作用。②体外研究表明，单用ActivinB刺激HepG2细胞时，YGS不能直接降低p-SMAD158的表达来直接抑制hepcidin的表达，而是通过降低p-SMAD158与p-STAT3的交互作用，下调IL-6/STAT3信号通路，从而调控hepcidin-Ferroportin轴的关键基因与蛋白的表达，促进细胞内铁向细胞外流动。而单用IL-6刺激HepG2细胞时，YGS可以降低p-STAT3的蛋白表达，但对hepcidin蛋白的表达没有作用，虽然细胞内铁有降低，但可利用的细胞外铁没有变化。进一步si-RNA技术沉默HepG2细胞STAT3或SMAD1发现YGS对hepcidin-ferroprtin轴仍有调控作用。上诉结果佐证了我们的猜测，异功散可能是通过ActivinB/SMAD信号通路，降低其与IL-6/STAT3信号通路交互作用，进而下调hepcidin-ferroprtin轴实现对铁代谢的调控。.4.科学意义：本研究在阐释YGS调节铁代谢的作用机制上实现了突破，为研发诸多导致的铁代谢紊乱的相关疾病的中医治疗提供科学依据。