目的基于网络药理学方法,探讨防风在砷暴露引起的小鼠肝肾损伤中的作用机制,特别是其对铁死亡的调控效应。方法通过中药系统药理学数据库与分析平台(traditional chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform...
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目的基于网络药理学方法,探讨防风在砷暴露引起的小鼠肝肾损伤中的作用机制,特别是其对铁死亡的调控效应。方法通过中药系统药理学数据库与分析平台(traditional chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)、中药综合数据库(traditional Chinese medicine integrated database,TCMID)、中药百科全书数据库(encyclopedia of traditional chinese medicine,ETCM)数据库收集防风中18味中药有效成分及预测靶点;通过GeneCards数据库获取肝损伤、肾损伤及砷中毒靶点,并在铁死亡数据库(ferroptosis database,FerrDb)中获取铁死亡靶点;确定交集靶点后,构建蛋白质-蛋白质相互作用网络(protein-protein interaction,PPI),进行基因本体论(gene ontology,GO)功能注释,京都基因与基因百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析;为验证上述预测,将36只昆明小鼠随机分为正常对照组(Control)、亚砷酸钠(Sodium arsenite,NaAsO_(2))模型组、防风低剂量(NaAsO^(2+)L)组、防风中剂量(NaAsO^(2+)M)组、防风高剂量(NaAsO^(2+)H)组以及二巯基丙磺酸钠(sodium dimercaptopropanesulfonate,DMPS)阳性药(NaAsO^(2+)D)组,共6组;通过对应药物灌胃30 d后,HE染色观察小鼠肝、肾病理变化,Western blot检测肝、肾组织中炎症因子[核因子E2相关因子2(anti-nuclear factor erythroid 2-related factor 2 antibody,Nrf2)、白细胞介素-1β(anti-interleukin-1 beta antibody,IL-1β)、IL-18]、铁死亡相关蛋白[谷胱甘肽过氧化物酶4(anti-Glutathione peroxidase 4 antibody,GPX4)、溶质载体家族7成员11(anti-solute carrier family 7 member 11 antibody,SLC7A11)、环氧合酶2(anti-cyclooxygenase-2 antibody,COX2)]以及PI3K/AKT通路蛋白[磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶(anti-phosphorylated Phosphoinositide 3-kinase antibody,p-PI3K)、磷脂酰肌醇3-激酶(anti-phosphoinositide 3-kinase antibody,PI3K)、磷酸化蛋白激酶B(anti-phospho-AKT antibody,p-AKT)、蛋白激酶B(anti-AKT antibody,AKT)]的表达,采用生化试剂盒检测各组小鼠肝、肾组织中Fe^(2+)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)的含量。结果网络药理学显示,氯霉素A、亥矛酚苷、川白酯内酯等18种防风化合物被筛选出来;筛选出2655个肝损伤靶点,2300个肾损伤靶点,防风活性成分靶点72个,2224个砷靶点,1546个铁死亡靶点,PPI分析预测AKT1、ESR1、CASP8、IL6、TP53等可能是其治疗砷致肝、肾铁死亡的重要靶点;KEGG富集分析预测PI3K/AKT与防风调节砷诱导肝、肾铁死亡密切相关;动物实验结果显示,与Control相比,NaAsO_(2)处理小鼠肝、肾细胞边界不清、细胞肿胀、炎性细胞大量浸润,炎症细胞因子(IL-1β、IL-18)、MDA、Fe^(2+)、COX2含量增加,Nrf2、GSH、GPX4、SC7A11、p-PI3K以及p-AKT水平降低(P<0.05);与NaAsO_(2)模型组相比,防风高、中、低剂量组和NaAsO^(2+)D组小鼠肝、肾组织中细胞损伤、炎性细胞浸润、炎性细胞因子、铁死亡相关蛋白、PI3K/AKT通路蛋白、Fe^(2+)、MDA及GSH水平的变化均被不同程度逆转(P<0.05)。结论防风调控铁死亡缓解NaAsO_(2)暴露介导的小鼠肝、肾组织损伤,其作用机制可能与抑制炎症反应和激活PI3K/AKT信号通路有关。
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