【寫在前面】:本期推薦的是由西南醫科大學附屬醫院麻醉科、西南醫科大學附屬醫院麻醉與重癥監護醫學重點實驗室等研究團隊合作近期發表于Phytomedicine(IF6.7)的一篇文章,揭示整合網絡藥理學和實驗驗證,闡明雷公藤紅素減輕膿毒癥誘導的小鼠急性肺損傷的機制。
【期刊簡介】
【題目及作者信息】
Integrated network pharmacology and experimental validation to elucidate the mechanism of celastrol in mitigating sepsis-induced acute lung injury in mice
背景
膿毒癥是一種急性、危及生命的疾病,可導致多器官衰竭,包括急性肺損傷(ALI),其特征是復雜的病理生理過程和較高的死亡率。雷公藤紅素CSL是一種來源于中藥的五環三萜醌,具有多種藥理特性,包括免疫調節、抗炎、抗癌和抗纖維化作用,并在體內表現出良好的安全性。然而,CSL改善膿毒癥誘導的ALI的確切機制仍有待闡明。
目的
該研究旨在利用網絡藥理學探索雷公藤紅素減輕敗血癥誘導的急性肺損傷的機制,然后通過實驗驗證其對敗血癥誘導的肺損傷的調節作用。
方法
利用網絡藥理學分析,確定了雷公藤紅素的潛在靶點和途徑。為了探索雷公藤紅素對急性肺損傷的治療作用,通過盲腸結扎和穿刺誘導膿毒癥大鼠模型,然后通過蘇木精-伊紅染色、實時定量聚合酶鏈式反應(RT-qPCR)和蛋白質印跡進行評估。進一步的研究包括采用RT-qPCR、蛋白質印跡和免疫熒光技術評估雷公藤紅素對LPS刺激的A549和Raw264.7細胞的影響。
結果
網絡藥理學分析確定了與膿毒癥誘導的ALI相關的10個核心靶點和31條通路,其中STAT3、TLR4、HIF-1α和NF-κB1是核心靶點。動物實驗表明,與盲腸結扎和穿刺組相比,雷公藤紅素治療顯著減輕了肺組織炎癥,免疫組織化學、蛋白質印跡和RT-qPCR結果證明了這一點。值得注意的是,與盲腸結扎和穿刺(CLP)組和LPS治療組相比,雷公藤紅素治療組的IL-1β、TNF-α、HIF-1α、STAT3和NF-κB1蛋白和mRNA水平顯著降低。此外,Western blot和免疫熒光分析證實了NF-κB通路在體外的激活。
結論
本研究表明,雷公藤紅素通過在體內和體外模型中抑制NF-κB/HIF-1α通路,顯著抑制膿毒癥誘導的ALI中炎癥因子的表達,突顯了其調節炎癥的治療潛力。這些發現為未來的臨床研究和藥物開發提供了寶貴的證據。
圖文摘要
【前言】
雷公藤紅素(CSL),一種從雷公藤根部提取的醌甲基醚三萜類化合物,是傳統植物療法中最為有效的藥物之一。近年來,由于其良好的安全性、高效性、多靶點作用以及低耐藥性風險,其治療潛力引起了廣泛關注。多項研究表明,雷公藤紅素具有多種藥理作用,包括調節免疫、抗炎、抗腫瘤、抗纖維化和降脂等。雷公藤紅素的免疫調節、抗炎和抗腫瘤特性已得到廣泛研究,越來越多的研究關注其在心血管疾病和腦血管疾病中的作用機制,以及神經退行性疾病中的應用。在臨床應用中,雷公藤紅素常用于治療關節炎、腎病綜合征、系統性紅斑狼瘡、腸炎等疾病。近年來,一些研究嘗試將CSL應用于膿毒癥的發病機制。然而,這些研究主要集中在肝腎損傷和全身反應上,而其在膿毒癥引發的急性肺損傷(ALI)中的作用仍知之甚少。
本研究通過在線數據庫,對敗血癥引起的急性肺損傷(ALI)及其相關基因進行了表征,并利用網絡藥理學方法,識別了CSL的保護靶點及其相關的信號通路。基于體內和體外實驗,研究揭示了CSL在敗血癥引起的ALI中發揮保護作用的機制,為該藥物在敗血癥引起的ALI中的治療潛力和開發提供了堅實的理論基礎。
【結果部分】
1.水平流程圖。
2.確定針對ALI的CEL的潛在靶點。
3.GO、KEGG和分子對接結果。
4.動物實驗設計和分組。
5.CSL對CLP誘導的AL的影響。
6.肺組織中關鍵蛋白的檢測。
7.CSL對Raw264.7細胞的影響。
8.CSL對A549細胞的影響。
9.CSL通過NF-κB通路對Raw264.7和A549細胞的影響。
10.Raw264.7和A549細胞中NF-κB p65的檢測。
11.CSL對STAT3/HIF-1/NF-κB信號通路影響的示意圖。
【結論與討論】
綜上所述,我們的研究發現,CSL顯著降低了小鼠體內促炎細胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表達,從而緩解了敗血癥引起的肺損傷。此外,在LPS刺激的A549和Raw264.7細胞中,CSL減少了這些細胞因子的產生,并阻止了NF-κB向細胞核的轉移。從機制上看,CSL通過調節STAT3、HIF-1α和NF-κB1的表達來保護肺功能,同時抑制NF-κB信號通路,減少下游促炎介質的產生。此外,CSL還增強了內源性抗炎反應的激活。
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