苦参碱对氧化应激致细胞衰老的改善作用及网络药理学研究

来源 :山西农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tsmljgh
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氧化应激引起动物炎症、器官功能异常、细胞衰老等各种损伤,苦参碱已经在抗氧化和炎症治疗中表现出良好效果。本试验研究苦参碱对氧化应激导致细胞衰老的改善作用,筛选苦参碱延缓细胞衰老的潜在靶点。为苦参碱更广泛的临床应用提供理论基础。将小鼠分为对照组、模型组、维生素E(Vitamin E,VE)阳性组(100 mg/kg)、苦参碱低剂量组(3 mg/kg)、苦参碱高剂量组(10 mg/kg)。皮下注射150 mg/kg D-半乳糖6周造成细胞衰老模型。给药完成后,取小鼠肝脏、脑,计算脏器指数并制作组织切片观察细胞形态变化。使用实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR,RT-PCR)法检测细胞衰老标志物水平。预测苦参碱靶点并统一标准处理,使用VINA进行分子对接,以-8.5 kcal/mol为阈值选出苦参碱可能作用的靶标;收集细胞衰老相关基因,与苦参碱靶点取交集,筛选苦参碱可能作用于细胞衰老的靶点,进行网络药理学分析。对核心靶点进行研究后,对衰老相关分泌表型(Senescence-associated secretory phenotype,SASP)成分表达进行了测定。试验结果显示,脏器指数均无显著变化,模型组肝细胞核面积显著(p<0.001)增大,海马CA3区存活细胞数量下降(p<0.001),使用VE和低、高剂量的苦参碱后,肝细胞核面积减小(p<0.01,p<0.01,p<0.05),存活神经细胞的数量显著增加(p<0.001)。细胞衰老模型的肝脏(p<0.01,p<0.001,p<0.01)和海马(p<0.01,p<0.05,p<0.01)中p16,p19和p21均有显著提高,阳性组(p<0.05)和低剂量苦参碱(p<0.05,p<0.001,p<0.01)、高剂量苦参碱(p<0.05,p<0.01,p<0.01)处理降低了D-半乳糖导致的肝脏中p16,p19和p21升高。同样,海马中阳性组(p<0.01)和苦参碱处理(p<0.01,p<0.05,p<0.01)也对p16,p19和p21升高有显著抑制作用。批量筛选后得到苦参碱高打分靶点137个,与细胞衰老相关靶点相交后得到苦参碱可能作用于细胞衰老的靶点共80个,这些靶点富集于能量代谢相关信号通路及细胞代谢正调节等细胞过程,对PPI筛选出SRC、NOS2、CHRM1、PARP1等关键靶点进行文献查阅,分子对接后发现,苦参碱与PARP1发生了类似抑制剂的结合作用。SASP测定结果显示,与对照组相比,D-半乳糖显著增加了海马中的IL-1β和IL-6表达(p<0.001,p<0.01),VE的使用显著降低(p<0.001)IL-1β和IL-6的升高,低剂量和高剂量的苦参碱(p<0.001)同时极显著降低IL-1β水平,并显著(p<0.01)抑制IL-6的升高。在肝脏中,IL-6变化不明显,但D-半乳糖使IL-1β表达显著增加(p<0.01),VE和高剂量苦参碱(p<0.01)均显著降低IL-1β表达,低剂量苦参碱(p<0.001)极显著降低IL-1β表达。以上结果表明,苦参碱可以降低衰老肝细胞的核面积,减少海马神经细胞受损,并降低衰老细胞相关标志物表达水平,改善细胞衰老。苦参碱可能作用于细胞衰老的靶点富集于能量代谢相关信号通路及细胞代谢正调节等细胞过程。分子对接显示,关键靶点中的PARP1与苦参碱发生了类似PARP1与其抑制剂的结合作用。并且苦参碱能降低肝脏及海马体的细胞衰老分泌表型成分IL-1β和IL-6的分泌水平。
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