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瞧!杞菊地黄丸如何神奇缓解干眼症:代谢组学与网络药理学的惊人发现

来源 2024-10-27 20:02:04 医疗资讯

干眼症是一种常见疾病,其全球患病率约为11.59%,在亚洲地区则高达20.1%。在干眼症的发展过程中,衰老是影响其发展的关键因素。具体而言,干眼症的患病率随着年龄的增长呈现出上升趋势,影响范围覆盖了高达9.2%的60岁以上老年人群。在治疗手段方面,干眼症的治疗已从传统的人工眼泪使用,逐步发展至当前的抗炎疗法。然而,鉴于干眼症症状随年龄增长而加剧,单纯依靠补充泪液和抗炎治疗,难以有效应对由衰老引发的干眼症。

杞菊地黄丸(QJDHW),在六味地黄丸的基础上,融入了枸杞与菊花两味药材,广泛应用于视力模糊的治疗之中。然而,其在年龄相关性干眼症治疗方面的具体机制,目前尚未明晰。近期,一篇题为“Mechanistic elucidation of QiJu-DiHuang Wan in management of age-related dry eye through metabolomics and network pharmacology”的研究论文,针对这一问题展开了深入探讨。

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图1 论文首页

QJDHW治疗干眼症治疗的核心信号通路

研究通过ChEMBL数据库及TCMIO平台分析,在QJDHW及其入血代谢物中共鉴定出24种代谢物,并获取了102个相关靶点。进一步利用TTD与DisGeNET数据库,针对特定疾病筛选得到3144个靶点,其中62个靶点为两者交集。在Cytoscape 3.9.1软件中,经过评分计算,确定了9个关键基因,涵盖3种药物代谢相关酶(即CYP1A1、CYP2C9和CYP2C19)、铁死亡相关蛋白TPGS2,以及TP53、EGFR、ESR1和HIF1A。GO富集分析结果显示,这些关键基因与外源性刺激、营养水平、不饱和脂肪酸代谢、活性氧代谢、类固醇代谢、氧化应激、缺氧以及对氧水平降低的反应等过程密切相关。KEGG分析则揭示了92个显著富集的通路,涉及卵巢类固醇生成、Th17细胞分化、HIF-1信号通路、抗氧化特性、过氧化物酶体、凋亡、雌激素信号通路、p53信号通路、细胞周期、细胞衰老、PI3K-Akt信号通路、铁死亡以及其他相关信号通路(图2)。

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图2 网络药理学分析

含QJDHW血清、H2O2、抑制剂和激活剂对细胞活性测定

该研究利用细胞增殖与细胞毒性(CCK-8)检测手段,对细胞活性进行测定,最终确定以200μmH2O2处理2小时作为建模浓度,而含QJDHW的血清浓度为20%、SC79浓度为10ng/mL、MK-2206浓度为2.5μm/mL、莫利司他浓度为10μm/mL、KC7F2浓度为5μm/mL时,为最佳的干预浓度。此外,研究还观察到,加入含QJDHW的血清后,细胞活性显著提升,即便在含QJDHW的血清中分别加入抑制剂或激活剂,均表现出较高的细胞活性,这进一步证明了含QJDHW的血清对细胞活性具有积极作用(图3)。

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图3 细胞活性检测

ROS含量的测定

经流式细胞术检测确认,相较于对照组,模型组及激活剂莫利司他组的活性氧(ROS)水平呈现显著上升趋势。与模型组对比,激活剂莫利司他组的ROS水平进一步显著升高;然而,抑制剂KC7F2处理组、激活剂莫利司他联合QJDHW血清组,以及单独加入QJDHW血清组的ROS水平均呈现显著下降趋势。此结果表明,QJDHW血清对ROS水平具有明确的抑制作用。MitoSOX染色结果进一步揭示,模型组及莫利司他组的核ROS表达量显著增高,而经KC7F2处理后,核ROS表达量显著降低。此外,添加含有QJDHW的血清同样导致核ROS水平显著下降(图4)。

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图4 (A)流式细胞术检测不同组的ROS含量;(B)MitoSOX染色检测细胞核内ROS的表达;(C-D)Western blotting检测HIF-1α、p65、p-p65和p50蛋白表达

Western blot检测HIF-1α、p65、p-p65和p50蛋白表达

经过H2O2及激活剂莫利司他的处理后,HIF-1α蛋白水平呈现显著增加的趋势,而在抑制剂KC7F2的作用下则显著降低。此外,当添加含有QJDHW的血清进行处理时,HIF-1α的表达水平出现下降;若该血清与莫利司他联合使用,则HIF-1α的表达水平显著上升;若与KC7F2联合使用,则表达水平显著降低。同时,研究对NF-κB信号通路中的蛋白p65、p-p65及p50的表达情况进行了检测,结果显示,在H2O2及激活剂莫利司他的作用下,这些蛋白的表达水平显著上升,表明H2O2能够激活NF-κB信号通路;而在抑制剂KC7F2的干预下,其表达水平则显著降低。此外,含有QJDHW的血清干预后,p65、p-p65及p50的水平均显著降低;当该血清与莫利司他联合使用时,蛋白表达水平显著上升;而与KC7F2联合使用时,表达水平则显著降低(图4C-D)。

结果表明,HIF-1α在受到H2O2激活的同时,NF-κB也被激活,二者在氧化应激过程中发挥协同作用。而含有QJDHW的血清则通过抑制HIF-1α及NF-κB的活性,从而减轻氧化应激所造成的损伤

细胞凋亡检测

与对照组相比,经过H2O2及其干预处理(p<0.0001)后的细胞凋亡水平(以绿色标记)呈现出显著高于对照组的趋势。然而,在向含有QJDHW成分的血清(p<0.001)中添加KC7F2物质后,细胞的凋亡率出现了显著降低,这提示含有QJDHW成分的血清具有减少细胞凋亡的作用。当含有QJDHW成分的血清与莫利达药物共同使用时,细胞的凋亡百分比有所上升,但仍保持在低于模型组的水平,这表明含有QJDHW成分的血清可能在一定程度上抵消了莫利司他的作用效果。而在含有QJDHW成分的血清与KC7F2物质联合干预的情况下,细胞的凋亡率得到了明显的降低,提示含有QJDHW成分的血清与KC7F2物质的联合应用能够降低由H2O2介导的氧化应激所诱导的细胞凋亡(图5)。

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图5 (A)流式细胞术检测不同细胞组的细胞周期(B)TUNEL染色检测细胞凋亡(C)Western blotting 检测CCND1 和Bcl-2蛋白表达

结论

研究表明,QJDHW的构成组分具有复杂性。具体而言,其发挥治疗与年龄相关干眼症功效的血液进入成分,主要通过展现抗氧化特性来实现。这一过程主要通过抑制ROS及HIF1α/NF-κB信号通路,并激活PI3K/AKT信号通路,从而达到保护泪腺上皮细胞的效果。

参考文献:

Shi J, Fang C, Liu Q, Chen X, Chen H, Tian S, Peng Q, Yao X. Mechanistic elucidation of QiJu-DiHuang Wan in management of age-related dry eye through metabolomics and network pharmacology. Phytomedicine. 2024 Sep;132:155884. doi: 10.1016/j.phymed.2024.155884

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