丹参酮IIA通过调节粘附、侵袭、血管生成及抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路参与子宫内膜异位症的治疗

Tanshinone ⅡA participates in the treatment of endometriosis by regulating adhesion, invasion, angiogenesis and inhibition of PI3K/Akt/mTOR signaling pathway.

作者信息Xiaoxiao Zhang, Shumiao Li, Zhenzhen Chen, Wei Liang, Shuting Pei, Feiyue Gou, Zhicheng Jia, Zhaoyang Geng, Xin Gong
PMID37800602
发布时间2023-11
DOI10.3892/mmr.2023.13108

实验完整度

包含网络药理学预测和动物实验验证两个层级,但缺乏细胞实验等体外模型,机制验证主要依赖体内蛋白和基因表达检测。

主要模型

SD大鼠自体移植EMs模型 网络药理学靶点预测

重点核对

SD大鼠自体移植EMs模型的建立方法 丹参酮IIA给药剂量(3和12 mg/kg/天)及给药方式(腹腔注射) 阳性药物醋酸甲羟孕酮的给药剂量(2 mg/kg/天)及给药方式(灌胃) 检测时间点(给药21天后) 每组样本量(n=6)

摘要

子宫内膜异位症(EMs)是一种常见的妇科疾病,其特征是子宫内膜间质和腺体在子宫外异常生长。丹参酮IIA是中药丹参(Salvia miltiorrhiza Bge.)的活性成分,具有抗炎、抗氧化等多种药理作用,并在治疗EMs中发挥重要作用。在本研究中,采用网络药理学和实验验证来阐明丹参酮IIA治疗EMs的潜在机制。利用多个数据库收集EMs和丹参酮IIA的信息,最终获得丹参酮IIA与EMs的交叉靶点。在丹参酮IIA和EMs之间共发现64个共同靶点。随后,构建了蛋白质-蛋白质相互作用网络,筛选出共14个核心靶点进行富集分析。此外,进行了基因本体论和京都基因与基因组百科全书通路富集分析。网络药理学显示,细胞间粘附分子(ICAM)-1、MMP-9和VEGF是核心靶点,而PI3K/AKT通路和mTOR通路是丹参酮IIA调节相关生物过程干预EMs的主要信号通路。最后,在体内验证了丹参酮IIA对EMs的治疗作用和机制。雌性Sprague-Dawley大鼠通过自体移植建立EMs模型。通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清炎症因子。通过免疫组织化学检测大鼠异位子宫内膜组织中ICAM-1、MMP-9和VEGF的表达。通过western blotting和定量PCR检测PI3K/Akt/mTOR通路相关蛋白和基因的表达。结果发现,丹参酮IIA治疗通过降低血清TNF-α和IL-1β水平,以及下调异位子宫组织中ICAM-1、MMP-9和VEGF的水平,显著减少了异位内膜的形成。此外,丹参酮IIA还可以通过降低相关蛋白和基因的表达来阻断PI3K/Akt/mTOR信号通路的激活。总之,丹参酮IIA可以调节粘附、侵袭和血管生成,从而改善异位内膜的病理形态并抑制异位病变的形成。PI3K/Akt/mTOR信号通路可能在控制这一过程中发挥关键作用。

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
丹参酮IIA治疗子宫内膜异位症的潜在机制是什么?
核心机制
丹参酮IIA通过抑制血清TNF-α和IL-1β水平,下调ICAM-1、MMP-9和VEGF的表达,从而调节粘附、侵袭和血管生成,并抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路的激活。
主要证据
网络药理学预测核心靶点,动物实验验证显示丹参酮IIA减少异位病灶形成,降低炎症因子和粘附/侵袭/血管生成相关蛋白表达,并抑制PI3K/Akt/mTOR通路蛋白和基因表达。
研究意义
为子宫内膜异位症提供了新的治疗策略,为丹参酮IIA药理机制的进一步研究提供了参考。

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

网络药理学靶点预测和通路富集

预测丹参酮IIA治疗EMs的潜在靶点和信号通路

利用TCMSP、PharmMapper和Swiss Target Prediction数据库获取丹参酮IIA靶点,利用Genecards、OMIM和DrugBank获取EMs靶点,取交集获得64个共同靶点。构建PPI网络筛选14个核心靶点,并进行GO和KEGG富集分析。

2

动物模型建立和药物处理

在体内验证丹参酮IIA对EMs的治疗作用

通过自体移植建立EMs大鼠模型,随机分为假手术组、模型组、阳性组、丹参酮IIA低剂量组和高剂量组,每组6只。阳性组灌胃给予醋酸甲羟孕酮2mg/kg/d,丹参酮IIA组腹腔注射3或12mg/kg/d,持续21天。

3

组织病理学分析

评估丹参酮IIA对异位病灶病理形态的影响

取异位组织,固定、包埋、切片,进行H&E染色,在光学显微镜下观察病理形态变化。

4

血清炎症因子检测

检测丹参酮IIA对血清TNF-α和IL-1β水平的影响

收集大鼠血清,采用ELISA试剂盒检测TNF-α和IL-1β浓度。

5

免疫组化检测

检测异位组织中ICAM-1、MMP-9和VEGF的表达水平

对异位子宫内膜组织切片进行免疫组化染色,使用抗MMP-9、抗ICAM-1和抗VEGF抗体,DAB显色,显微镜下观察并定量分析。

6

Western blot检测

检测PI3K/Akt/mTOR信号通路相关蛋白的表达

提取异位内膜组织蛋白,BCA定量,SDS-PAGE电泳,转膜,抗体孵育,化学发光检测。

7

RT-qPCR检测

检测PI3K和mTOR的mRNA表达水平

提取异位内膜组织RNA,反转录成cDNA,进行RT-qPCR,GAPDH作为内参,使用2^-ΔΔCq方法计算表达量。

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
丹参酮IIAShanghai No.1 biochemical pharmaceutical Co., Ltd.--
醋酸甲羟孕酮Zhejiang Xianju Pharmaceutical Co., Ltd.--
抗MMP9抗体Biossbs-4593R
抗ICAM-1抗体Biossbs-0608R
抗VEGF抗体Abcamab46154
HRP标记二抗Beijing Dingguo Changsheng Biotechnology Co., LTDIH-0061
RIPA裂解液Beijing Dingguo Changsheng Biotechnology Co., LTD--
BCA蛋白定量试剂盒Beijing Dingguo Changsheng Biotechnology Co., LTD--
β-actin抗体ImmunowayYM3028
PI3K抗体Biossbs-0128R
p-PI3K抗体Biossbs-3332R
Akt抗体Biossbs-6951R
p-Akt抗体Biossbs-5182R
mTOR抗体Biossbs-1992R
p-mTOR抗体Biossbs-3495R
PVDF膜----
ECL检测试剂----
凝胶成像系统Bio-Rad Laboratories, Inc.--
TRIzol试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
M-MLV逆转录酶试剂盒InvitrogenAM2044
SYBR Green预混液Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
Applied Biosystems 7500系统Applied Biosystems--
微量紫外分光光度计QuawellQ5000
酶标仪Thermo Fisher Scientific, Inc.--
光学显微镜Olympus CorporationBX53

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
动物模型建立
SD大鼠自体移植EMs模型的具体手术方法,供体组织来源、移植部位
阅读提示:Materials and methods, Experimental design and treatment
药物处理
丹参酮IIA剂量(3和12 mg/kg/d)、给药方式(腹腔注射)、给药周期(21天);阳性对照药醋酸甲羟孕酮剂量(2 mg/kg/d)、给药方式(灌胃)
阅读提示:Materials and methods, Experimental design and treatment
样本采集
麻醉方法(戊巴比妥钠40 mg/kg腹腔注射)、采血时间(给药21天后)、组织固定条件(4%多聚甲醛24小时)
阅读提示:Materials and methods, Experimental design and treatment
ELISA
血清处理(1,200 × g离心10分钟)、ELISA试剂盒货号(CSB-E11987r、CSB-E08055r)、检测波长450 nm
阅读提示:Materials and methods, Enzyme-linked immunosorbent assay
免疫组化
一抗稀释比例(anti-MMP9、anti-ICAM-1、anti-VEGF均为1:400)、二抗稀释比例(1:200)、DAB显色浓度0.01%
阅读提示:Materials and methods, Immunohistochemical staining
Western blot
蛋白上样量80 µg、一抗稀释比例(β-actin 1:5000,PI3K 1:500,p-PI3K 1:1000,Akt 1:1000,p-Akt 1:1000,mTOR 1:1000,p-mTOR 1:1000)
阅读提示:Materials and methods, Western blotting analysis
RT-qPCR
PCR循环条件(35个循环,预变性95°C 2min,变性95°C 15s,退火62°C 30s,延伸72°C 30s)、引物序列(见表I)、内参GAPDH
阅读提示:Materials and methods, Reverse transcription-quantitative PCR