Abstract Background Extended contact with silica particles can lead to Silicosis, a chronic lung condition lacking established treatment protocols or clear mechanisms of development. The urgency for innovative treatments arises from the unavailability of effective treatment methodologies. The origin of silica-induced pulmonary fibrosis includes essential processes such as macrophage activation and the conversion of fibroblasts into myofibroblasts, with oxidative stress playing a pivotal role. Shionone (SHI), a triterpenoid extracted from the Aster tataricus plant, is recognized for its extensive health benefits. This study explores the capability of SHI to alleviate the effects of silica-induced lung fibrosis in mice. Methods This investigation explored the impact of SHI on lung inflammation and fibrosis at different stages (early and late) triggered by silica in mice, focusing specifically on the initial and more developed phases. It comprised an analysis of isolated peritoneal macrophages and fibroblasts extracted from mice to elucidate SHI's therapeutic potential and its underlying mechanism. The methodology employed encompassed quantitative PCR, immunofluorescence, flow cytometry, and western blotting to examine macrophage activity and their transition into myofibroblasts. The activation of the nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) pathway by SHI was confirmed via immunofluorescence and western blot studies. SHI's antioxidative properties were evidenced by the measurement of reactive oxygen species (ROS) and mitochondrial ROS within both macrophages and fibroblasts, using 2′, 7′-dichlorodihydrofluorescein diacetate and MitoSOX, respectively. The relevance of SHI was further underscored by applying ML385 and Nrf2 siRNA to gauge its effectiveness. Results Starting SHI treatment early countered the harmful effects of lung inflammation and fibrosis caused by silica, while initiating SHI at a later phase decelerated the advancement of fibrosis. SHI's action was linked to the activation of the Nrf2 signaling pathway, a boost in antioxidant enzyme levels, and a decrease in oxidative stress and inflammation in macrophages affected by silica. Furthermore, SHI prevented the conversion of fibroblasts into myofibroblasts prompted by TGF-β, along with the resultant oxidative stress. The beneficial outcomes of SHI were negated when ML385 and Nrf2 siRNA were applied, highlighting the pivotal role of the Nrf2 pathway in SHI's efficacy. Conclusion SHI plays a significant role in stimulating the Nrf2 pathway, thereby defending against silica-induced oxidative stress and inflammatory reactions in macrophages, and inhibiting the conversion of fibroblasts to myofibroblasts due to TGF-β. This suggests that SHI is a viable option for treating lung inflammation and fibrosis in mice suffering from silicosis.

Objective: Long-term inhalation of silica dust particles leads to lung tissue fibrosis, resulting in impaired gas exchange and increased mortality. Silica inhalation triggers the aging of epithelial cells (AECs), which is a key contributor to the development of pulmonary fibrosis. Myricetin, a flavonoid compound extracted from Myrica genus plants, possesses various biological activities, including antioxidant and immunomodulatory effects. However, the mechanisms underlying myricetin's ability to counter senescence and fibrosis need to be further studied. Experimental approach: In vivo, the antifibrotic and anti-senescence effects of myricetin were evaluated using a silica-induced pulmonary fibrosis mouse model. To further elucidate the mechanisms by which myricetin counteracts silica-induced senescence, in vitro experiments were conducted using AECs. Results: Our studies revealed that myricetin treatment alleviated silica-induced mortality, improved lung function, and reduced the severity of pulmonary fibrosis in mice. Immunofluorescence analysis suggests its potential in mitigating senescence of AECs. Under laboratory conditions, myricetin intervened in the cellular senescence pathway induced by silica dust by modulating mitochondrial function. It acted through the PPARγ–PGC1α axis, effectively reducing silica-induced mitochondrial oxidative stress in AECs, promoting mitophagy, and maintaining mitochondrial dynamics. However, the efficacy of myricetin was reversed under PPARγ siRNA intervention. Additionally, myricetin exhibited an enhancing effect on PPARγ and autophagy in animal models. Treatment with PPARγ and PGC-1α siRNA elucidated the role of myricetin in promoting the formation of a positive feedback loop between PPARγ and PGC-1α. Additionally, the PPARγ inhibitor GW9662 verified the in vivo effects of myricetin. Conclusions: Myricetin activates PPARγ, forming a PPARγ–PGC-1α loop, which promotes mitophagy and maintains mitochondrial dynamics. This alleviates epithelial cell senescence induced by silica exposure, consequently mitigating silica-induced pulmonary fibrosis in mice.