人参皂苷CK靶向PHD2通过改变胶原蛋白的三维排列来防止血小板粘附并增强血液循环

Ginsenoside CK targets PHD2 to prevent platelet adhesion and enhance blood circulation by modifying the three-dimensional arrangement of collagen

作者信息Chuanjing Cheng, Kaixin Liu, Jinling Zhang, Yanqi Han, Tiejun Zhang, Yuanyuan Hou, Gang Bai
PMID40370536
发布时间2025-03
DOI10.1016/j.apsb.2024.12.038

实验完整度

高

该研究包含体外分子结合、细胞粘附实验、大鼠软组织损伤模型、小鼠DIC模型、FeCl3诱导动脉血栓模型以及基因敲低动物模型,并进行了机制验证。

主要模型

SD大鼠急性软组织损伤模型 ICR小鼠LPS诱导DIC模型 sh-Phd2敲低小鼠模型 FeCl3诱导大鼠颈动脉血栓模型

重点核对

CK给药剂量(12.5和25 mg/kg用于大鼠软组织损伤;10、20、40 mg/kg用于小鼠DIC) PHD2抑制剂Dap给药剂量(10 mg/kg) LPS诱导DIC模型构建 FeCl3诱导动脉血栓模型条件(35% FeCl3处理10分钟) sh-Phd2敲低效率(约60%)

摘要

血小板对于生理性止血和病理性血栓形成不可或缺,而血小板与内皮胶原蛋白的粘附是血栓形成的关键初始步骤,在当前的抗血小板治疗中常被忽视。本研究旨在阐明人参皂苷CK如何增强血流动力学循环、缓解瘀滞,并提出治疗机制。受其在急性软组织损伤模型中改善微循环障碍效果的启发,CK被鉴定为PHD2抑制剂,有效抑制血小板与胶原蛋白的粘附。提出靶向PHD2调节胶原蛋白的羟化修饰,从而影响其三维结构的形成,降低VWF与胶原蛋白的结合亲和力,最终抑制血栓事件。该机制的有效性随后通过小鼠DIC模型得到证实,证明了CK在缓解循环障碍中的可行性。值得注意的是,当Phd2在小鼠肺中被敲低时,肺栓塞显著减少。此外,已获批准用于其他疾病的PHD2抑制剂表现出类似的抗血栓作用。而且,当PHD2抑制剂与阿司匹林联合使用时,它们更有效地抑制了大鼠的动脉血栓形成。这些发现为开发抗血小板药物或扩展现有PHD2抑制剂在治疗血栓性疾病中的治疗应用提供了有价值的见解。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
人参皂苷CK如何通过调节胶原蛋白结构来抑制血小板粘附并改善血液循环?
核心机制
CK靶向抑制PHD2,减少胶原蛋白脯氨酸羟化,改变胶原蛋白三维结构,降低VWF与胶原蛋白的结合亲和力,从而抑制血小板粘附和血栓形成。
主要证据
在大鼠软组织损伤模型中,CK减少胶原羟化(HYP含量降低)并改善血液参数;在体外实验中,CK降低PHD2介导的VWF-胶原结合(KD从94.1增至865.6 nmol/L);在小鼠DIC模型中,CK减少肺血栓形成;sh-Phd2敲低模型验证了PHD2的关键作用。
研究意义
本研究为开发抗血小板药物或扩展现有PHD2抑制剂治疗血栓性疾病的治疗应用提供了新见解。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

评估CK对急性软组织损伤的改善作用

验证CK是否能改善大鼠急性软组织损伤引起的微循环障碍和血液流变学异常。

使用机械打击法建立大鼠急性软组织损伤模型,分组给予CK(12.5和25 mg/kg)、NAC(70 mg/kg)或对照,检测组织肿胀、损伤评分、病理染色、全血粘度及血细胞计数。

2

血浆非靶向代谢组学分析

探索CK在体内影响的代谢通路,特别是与HIF-1信号通路相关的代谢物。

对大鼠软组织损伤模型血浆进行LC-MS非靶向代谢组学分析,筛选差异代谢物并进行KEGG通路富集分析。

3

鉴定CK的靶蛋白

确定CK的直接靶蛋白。

采用DARTS实验、HPLC-MS/MS分析、分子对接、FTSA、SPR、MST等技术鉴定并验证CK与PHD2的结合。

4

验证CK对胶原蛋白结构的影响

研究CK是否通过抑制PHD2影响胶原蛋白的脯氨酸羟化和三维结构。

通过MST检测PHD2与胶原的结合、HYP含量测定、肽段质谱分析羟化修饰、SEM观察胶原结构。

5

评估CK对血小板粘附和VWF结合的影响

验证CK是否通过改变胶原结构抑制血小板粘附和VWF-胶原结合。

体外血小板粘附实验、VWF-胶原结合实验(ELISA)、MST检测VWF-胶原亲和力。

6

验证CK在大鼠软组织损伤模型中的作用机制

在体内验证CK靶向PHD2调节胶原羟化,改善血液循环。

检测损伤软组织胶原HYP含量、提取胶原进行质谱分析、免疫组化检测VWF-胶原共定位、血液指标检测(RBC聚集指数、HCT、PLT、MPV)。

7

评估CK在小鼠DIC模型中的抗血栓作用

验证CK是否通过抑制血小板粘附减轻DIC相关的血栓形成。

LPS诱导ICR小鼠DIC模型,给予CK(10, 20, 40 mg/kg)、ASP(10 mg/kg)或Dap(10 mg/kg),检测尾出血时间、肺组织病理、免疫荧光分析。

8

验证PHD2作为抗血栓靶点

通过sh-Phd2敲低小鼠模型和PHD2抑制剂验证PHD2在血小板血栓形成中的作用。

构建sh-Phd2敲低小鼠,在DIC模型中评估尾出血和肺血栓;比较三种PHD2抑制剂(Dap, Rox, Vad)和IOX2的效果;进行分子对接和酶活性检测。

9

评估PHD2抑制剂与阿司匹林联合抗血栓效果

在FeCl3诱导的大鼠动脉血栓模型中测试CK或Dap与ASP联合的抗血栓效果。

建立FeCl3诱导颈动脉血栓模型,分组给予ASP (10 mg/kg)、CK (20 mg/kg)、Dap (10 mg/kg)、ASP+CK (5+10 mg/kg)、ASP+Dap (5+5 mg/kg),检测血栓重量、长度、凝血参数及组织病理。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
人参皂苷CKShanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd.B21045
N-乙酰-L-半胱氨酸Shanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd.S20137-25g
布洛芬Shanghai Dibai Biotechnology Co., Ltd.Q108755-5g
IOX2Med Chem ExpressHY-15468
罗沙司他Med Chem ExpressHY-13426
伐达司他Med Chem ExpressHY-101277
达普司他Med Chem ExpressHY-17608
钙黄绿素-AMShanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.C832705
I型鼠尾腱胶原蛋白Beijing Solarbio Co.--
阿司匹林Beijing Solarbio Co.A8830
抗PHD2抗体Cell Signaling Technology4835S
抗HIF-1α抗体Cell Signaling Technology48085S
抗VEGF抗体Cell Signaling Technology9698S
抗I型胶原抗体Cell Signaling Technology72026S
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology5174S
抗纤维蛋白原抗体Beijing Bioss Biotechnology Co., Ltd.bs-7548R
抗凝血酶抗体Affinity BiosciencesAF0357
VWF单克隆抗体Proteintech Group, Inc.66682-1-Ig
山羊抗兔IgG H&L(Alexa Fluor® 594)Abcamab150080
HRP抗兔IgG抗体Abcamab288151
Quorum SC7620溅射镀膜仪QuorumSC7620
TESCAN MIRA LMS扫描电子显微镜TESCANMIRA
LCQ Deca XP离子阱质谱仪Thermo Finnigan--
徕卡TCS SP8共聚焦显微镜LeicaTCS

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
急性软组织损伤模型
SD大鼠品系及体重(200-220 g);打击参数(100 g锤,100 cm高度,5次);给药剂量(NAC 70 mg/kg;CK 12.5, 25 mg/kg);给药途径(腹腔注射);给药时间(造模前3天至造模后4天)
阅读提示:见Section 2.2
LPS诱导DIC模型
ICR小鼠;LPS剂量和给药途径;CK剂量(10, 20, 40 mg/kg)和给药途径(腹腔注射);阳性对照ASP (10 mg/kg);尾出血时间测量方法
阅读提示:见Section 2.3
FeCl3诱导动脉血栓模型
SD大鼠;给药方案(ASP 10 mg/kg,CK 20 mg/kg,Dap 10 mg/kg,联合用药);FeCl3浓度(35%)和处理时间(10分钟);血栓评估指标(湿重、长度)
阅读提示:见Section 2.4
血小板粘附实验
血小板浓度(2×10^7 cells/mL);胶原包被浓度(10 μg/mL);孵育时间(90 min);染色(Calcein-AM);定量方法(Image J)
阅读提示:见Section 2.9
PHD2敲低小鼠模型
sh-Phd2质粒靶序列(AGACTGGGACGCCAAGGTA);AAV9滴度(2.5×10^13 vg/mL)和体积(20 μL);给药途径(气管内);敲低时间(2周)
阅读提示:见Section 2.11
分子相互作用分析
SPR和MST实验条件(固定蛋白、浓度梯度等)
阅读提示:见Section 2.6及补充信息