Studie zur Wirkung und den Regulationsmechanismen von ultraschmalem Xiaobai-Pulver auf den ferroptotischen Zelltod von Epithelzellen bei Lungenfibrose

Shao Ning-Ning ,  

Zhu Jin-Chao ,  

Hong Kai-Wen ,  

Cao Tian-Song ,  

Du Bo-Yuan ,  

Zhu Jia-Lin ,  

Zhao Wen-Jie ,  

Peng Shou-Chun ,  

Dong Jin-Rui ,  

摘要

Ziel dieser Studie ist die Untersuchung der hemmenden Wirkung von ultraschmalem Xiaobai-Pulver (UXP) auf die Lungenfibrose und die damit verbundenen Regulationsmechanismen des Ferroptose-Epithelzelltods. Methoden: (1) Netzwerkpharmakologie zur Vorhersage potenzieller Zielproteine und Signalwege der vier Hauptwirkstoffe von Xiaobai. (2) Menschliche bronchiale Epithelzellen (Beas-2b) wurden in Kontrollgruppe, Bleomycin (BLM)-Gruppe, BLM + 1 mg/ml UXP (UXP-L)-Gruppe, BLM + 5 mg/ml UXP (UXP-H)-Gruppe und BLM + 1 μmol/L Nidanib (NIN)-Gruppe eingeteilt. Mit Ausnahme der Kontrollgruppe wurden alle Zellen mit BLM (10 μg/ml) behandelt, um ein Lungenfibrosezellmodell zu etablieren. Zellviabilität, Apoptoserate, reaktive Sauerstoffspezies (ROS), Mitochondrienfunktion, Lipidperoxidation und Ferroptosemarker wurden bestimmt. (3) Die gemeinsam kultivierten Beas-2b-Zellen und menschlichen Fibroblasten HLF-1 wurden zufällig den gleichen genannten Gruppen zugeteilt und mit BLM (10 μg/ml) behandelt, außer der Kontrollgruppe. Immunfluoreszenzfärbung wurde verwendet, um die Expression von Kollagen Typ I α1-Kette (COL1A1) und α-glattem Muskel-Aktin (ACTA2) in HLF-1-Zellen zu detektieren. (4) C57BL/6-Mäuse wurden zufällig in Kontroll-, BLM-, BLM+UXP-L-, BLM+UXP-H- und BLM+NIN-Gruppen mit jeweils 8 Tieren eingeteilt. Mit Ausnahme der Kontrollgruppe wurden die Mäuse durch intratracheale Verabreichung von BLM (0,5 mg/ml) zu einem Lungenfibrosemodell induziert; vom Tag 7 bis 20 nach Modellierung erhielten sie täglich oral UXP-L (100 mg/kg), UXP-H (500 mg/kg) oder NIN (50 mg/kg), während Kontroll- und BLM-Gruppen eine gleichwertige Menge Kochsalzlösung erhielten. Lungenindex, das Verhältnis von nasser zu trockener Lungenmasse (W/D), Masson- und Sirius-Rot-Färbung wurden zur Beurteilung von Lungenödem und pathologischen Veränderungen gemessen; Superoxid-Dismutase (SOD), Malondialdehyd (MDA), Glutathion (GSH) und Hydroxyprolingehalt wurden bestimmt; RT-qPCR analysierte mRNA-Expression fibrotischer Faktoren, Western Blot analysierte Proteinexpression; ultrastrukturelle Veränderungen der Mitochondrien wurden mittels Transmissionselektronenmikroskopie untersucht. Ergebnisse: (1) Die Hauptwirkstoffe von Xiaobai teilen 240 Schnittstellenziele mit Lungenfibrosegenen. (2) Im Vergleich zur Kontrollgruppe waren Zellviabilität und mitochondriales Membranpotential in der BLM-Gruppe signifikant reduziert (P < 0,05), während Apoptoserate, ROS-Niveau, Lipidperoxidation und Fe2+-Gehalt signifikant erhöht waren (P < 0,001). Im Vergleich zur BLM-Gruppe waren Zellviabilität und mitochondriales Membranpotential in den BLM+UXP-L-, BLM+UXP-H- und BLM+NIN-Gruppen signifikant erhöht (P < 0,001), während Apoptoserate, ROS, Lipidperoxidation und Fe2+-Gehalt signifikant reduziert wurden (P < 0,001). (3) Im Vergleich zur Kontrollgruppe waren ACTA2- und COL1A1-Levels in HLF-1-Zellen, die mit Beas-2b kultiviert wurden, in der BLM-Gruppe signifikant erhöht (P < 0,001); im Vergleich zur BLM-Gruppe waren die ACTA2- und COL1A1-Spiegel in den BLM+UXP-L-, BLM+UXP-H- und BLM+NIN-Gruppen signifikant gesenkt (P < 0,001). (4) Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigten die BLM-Gruppe signifikant erhöhte Lungenindizes, W/D-Verhältnisse, Hydroxyprolin- und MDA-Gehalte sowie eine signifikante Hochregulation fibrotischer und ferroptoserelevanter Gene (ACTA2, COL1A1, COL1A2, Fn, Acsl4, Ncoa4) und Proteinexpression (ACTA2, COL3A1, p-ERK) (P < 0,05 bis P < 0,001), während SOD- und GSH-Aktivitäten und die Expression anti-ferroptotischer Gene (Gpx4 und Slc7a11) signifikant verringert waren (P < 0,001). Es wurden deutliche Kollagenablagerungen, Eisenablagerungen und ultrastrukturelle mitochondrial Schäden im Lungengewebe beobachtet. Im Vergleich zur BLM-Gruppe waren Lungenindex, W/D-Verhältnis, Hydroxyprolin und MDA sowie die Expression der genannten Gene und Proteine in den Gruppen BLM+UXP-L, BLM+UXP-H und BLM+NIN signifikant reduziert (P < 0,01 bis P < 0,001), während SOD- und GSH-Aktivität sowie die Expression von Gpx4 und Slc7a11 signifikant erhöht waren (P < 0,05 bis P < 0,001); Kollagenablagerungen, Eisenablagerungen und mitochondriale Schäden wurden gemildert. Fazit: UXP kann Lungenfibrose durch Regulation von oxidativem Stress, Lipidperoxidation und Ferroptose hemmen.

关键词

ultraschmaler Xiaobai-Pulver; Lungenfibrose; Kollagenablagerungen; oxidativer Stress; Mitochondrienschutz; Ferroptose

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