柚皮苷对甲基乙二醛诱导ARPE-19细胞损伤的保护作用

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柚皮苷是一种具有抗氧化、抗菌、抗炎等多种生物活性的天然黄酮类化合物。本实验运用网络药理学方法建立了柚皮苷抗糖尿病视网膜病变(DR)关键靶点的“PPI”(蛋白蛋白互作)网络,并明确关键靶点所富集的生物功能和信号通路。体外实验以人视网膜色素上皮-19(ARPE-19)细胞为视网膜细胞模型,探讨柚皮苷对甲基乙二醛(MGO)损伤视网膜细胞的保护作用及潜在作用机制。意在为柚皮苷在眼部保健品领域的开发和利用提供理论基础。本实验通过Symmap,SWISS,Pharmmaper数据库结合文献搜索确定柚皮苷相关靶点;通过Genecards、TTD、Grug Bank数据库确定糖尿病视网膜病变相关靶点。经筛选后得到柚皮苷抗DR的关键靶点,随后建立关键靶点PPI网络,经拓扑分析得到三个核心靶点并通过Discover Studio 3.5分子对接软件验证其与柚皮苷的结合能力。此外,利用Metascape数据库中GO和KEGG功能对筛选出的关键靶点进行生物过程和潜在通路分析。基于网络药理学预测结果,我们建立了MGO诱导ARPE-19细胞损伤模型,给予不同浓度的柚皮苷(25、50和75μmol/L)预处理细胞2 h,随后与MGO共同孵育36 h。细胞活力采用MTT法测定;细胞毒性采用乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒测定;细胞内ROS水平采用DCFH-DA荧光探针测定;以及细胞内抗氧化酶活力采用相关试剂盒测定。此外,细胞凋亡与线粒体膜电位情况分别采用Hoechst33342荧光染料、JC-1荧光探针测定;细胞内相关基因m RNA表达水平采用实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-PCR)测定。网络药理学研究结果表明,共收集柚皮苷相关靶点384个,DR相关靶点2043个。经网络拓扑分析筛选出柚皮苷抗DR的潜在关键靶点47个。根据筛选出的47个关键靶点的PPI网络图,得出信号转导及转录激活因子3(STAT3)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT1)、表皮生长因子受体(EGFR)为核心靶点,并通过分子对接验证了它们与柚皮苷具有强结合力。此外,GO结果显示柚皮苷抗DR主要参与了炎症和凋亡等生物过程;KEGG结果显示柚皮苷抗DR可能通过调节AGE-RAGE、PI3K/Akt、MAPK等相关通路来实现对细胞的保护。体外实验结果显示,柚皮苷预处理抑制MGO导致的ARPE-19细胞活力的下降,缓解细胞毒性的同时通过降低ROS水平、增加SOD、CAT和GSH-Px抗氧化酶活力、减少MDA含量来降低细胞氧化应激水平。柚皮苷还提高了线粒体膜电位、缓解了细胞凋亡状态。此外,柚皮苷增加了PI3K、Akt基因m RNA的表达水平,进而调节下游NF-κB、TNF-α、IL-6炎症相关基因和Bcl-2、Bax、Caspase-3凋亡相关基因的表达。综上所述,柚皮苷具有抗氧化作用,并可能通过PI3K/Akt信号通路,调节下游炎症和凋亡相关因子来保护ARPE-19细胞免受MGO诱导的损伤。
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