鞣花酸通过PI3K/Akt/mTOR介导的自噬缓解吡虫啉诱导的甲状腺功能障碍

Ellagic Acid Alleviates Imidacloprid-Induced Thyroid Dysfunction via PI3K/Akt/mTOR-Mediated Autophagy.

作者信息Amina A Farag, Mahmoud Mostafa, Reham M Abdelfatah, Alshimaa Ezzat ELdahshan, Samar Fawzy Gad, Shimaa K Mohamed, Mona K Alawam, Aya Aly Elzeer, Nesma S Ismail, Sally Elsharkawey, Haneen A Al-Mazroua, Hatun A Alomar, Wedad S Sarawi, Heba S Youssef
PMID40423434
期刊Toxics
发布时间2025-04-29
DOI10.3390/toxics13050355

实验完整度

包含网络药理学预测、体外新质体制备与表征、大鼠体内实验(甲状腺功能、氧化应激、炎症、凋亡、自噬及组织病理学检测)等多层级验证,并进行了实验验证。

主要模型

成年雄性白化大鼠(Rattus norvegicus) IMI诱导的甲状腺功能障碍大鼠模型 EA-NOV(鞣花酸新质体)处理的大鼠模型

重点核对

IMI剂量:45 mg/kg(1/10 LD50),口服灌胃,每日一次,持续4周 EA-NOV剂量:10 mg/kg,口服灌胃,每日一次,持续4周,IMI+EA-NOV组在IMI前1小时给药 对照组:1 mL玉米油口服,每日一次,持续4周 每组动物数:6只 检测指标:血清游离T3、游离T4、TSH;甲状腺组织SOD、MDA、TAC;IL-1β、TNF-α;mRNA表达(PI3K、Akt1、mTOR、p53、BAX、Bcl-2);免疫组化(Nrf2、NF-κB、Beclin-1)

摘要

吡虫啉(IMI)是一种广泛使用的杀虫剂,以其对昆虫的高选择性而闻名。鞣花酸(EA)是一种植物来源的多酚类化合物,以其治疗潜力和良好的安全性在多种疾病的治疗中得到认可。本研究旨在评估以新质体(NOV)形式配制的EA对IMI诱导的甲状腺功能障碍的治疗效果,并探讨其潜在机制。将大鼠分为四个相等的组:对照组、EA-NOV组、IMI组和IMI+EA-NOV组。通过测量游离三碘甲状腺原氨酸(T3)、游离甲状腺素(T4)和促甲状腺激素(TSH)水平来评估甲状腺功能。检查甲状腺组织以评估组织病理学改变,以及氧化/抗氧化途径(Nrf2、SOD、TAC、MDA)、炎症途径(IL-1β、TNF-α、NF-κB)、凋亡途径(Bcl、BAX)和自噬途径(PI3K/Akt/mTOR、P53、Beclin-1)。暴露于IMI导致甲状腺功能受损,PI3K/Akt/mTOR通路的基因表达上调,P53表达下调。此外,免疫组织化学染色显示Beclin-1介导的自噬,同时凋亡增加、氧化应激和炎症细胞因子水平升高。相反,EA通过增强自噬诱导途径改善了甲状腺功能和组织病理学改变。此外,氧化应激的缓解通过Nrf2免疫组织化学染色的增加得到证实,Nrf2促进了抗氧化酶的合成和活性,并减少了凋亡和炎症标志物。本研究提出使用EA作为一种潜在的天然植物化学保护剂,对抗IMI诱导的甲状腺功能障碍,主要通过调节PI3K/Akt/mTOR介导的自噬。

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
EA是否能够通过调节自噬通路缓解IMI诱导的甲状腺功能障碍,其潜在机制是什么?
核心机制
EA通过抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路并激活p53/Beclin-1信号通路来促进自噬,从而减轻氧化应激、炎症和凋亡,改善甲状腺功能。
主要证据
大鼠体内实验显示,EA-NOV共处理恢复了IMI引起的血清TSH、游离T3和T4水平异常,降低了MDA、IL-1β、TNF-α水平,升高了SOD、TAC,下调了PI3K、Akt1、mTOR、BAX mRNA表达,上调了p53和Bcl-2,增强了Nrf2和Beclin-1免疫组化染色,改善了组织病理学变化。
研究意义
本研究首次报道EA对IMI诱导的甲状腺氧化、炎症和凋亡损伤的保护作用,提示EA可作为潜在的天然植物化学保护剂对抗甲状腺功能障碍,但需进一步临床研究验证。

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

网络药理学分析

预测EA治疗IMI诱导甲状腺功能障碍的潜在靶点和通路。

通过多个数据库获取EA、IMI和甲状腺疾病的靶点,进行交集分析,构建PPI网络和疾病-药物-杀虫剂-靶点网络,并进行GO和KEGG通路富集分析。

2

制备和表征EA-loaded novasomes

制备EA纳米载体并评估其物理化学特性,以提高EA的生物利用度。

采用溶剂注射法制备EA-NOV,测定粒径、PDI、Zeta电位、包封率、体外释放和稳定性。

3

动物分组与给药

建立IMI诱导的甲状腺功能障碍大鼠模型,并评价EA-NOV的保护作用。

24只雄性白化大鼠随机分为四组,给予相应处理4周。

4

甲状腺功能检测

评估EA-NOV对IMI诱导的甲状腺激素水平变化的影响。

检测血清游离T3、游离T4和TSH水平。

5

氧化应激标志物检测

评估EA-NOV对IMI诱导的甲状腺氧化应激的影响。

检测甲状腺组织匀浆中SOD、MDA和TAC水平,并进行Nrf2免疫组化染色。

6

炎症标志物检测

评估EA-NOV对IMI诱导的甲状腺炎症反应的影响。

检测甲状腺组织IL-1β和TNF-α水平,并进行NF-κB免疫组化染色。

7

凋亡相关基因表达分析

评估EA-NOV对IMI诱导的甲状腺细胞凋亡的影响。

通过RT-qPCR检测Bcl-2和BAX的mRNA表达。

8

自噬相关基因表达分析

评估EA-NOV对IMI诱导的甲状腺自噬通路的影响。

检测PI3K、Akt1、mTOR和p53的mRNA表达,以及Beclin-1免疫组化染色。

9

组织病理学检查

评估EA-NOV对IMI诱导的甲状腺组织学损伤的影响。

使用H&E和PAS染色观察甲状腺组织学变化,并进行形态测量分析。

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
吡虫啉Bayer Crop Science138261-41-3
司盘60Sigma-Aldrich--
鞣花酸Sigma-Aldrich--
胆固醇Fluka Chemicals--
油酸El-Nasr Company for Pharmaceutical Industries--
游离T3 ELISA试剂盒MyBioSourceMBS2000350
游离T4 ELISA试剂盒MyBioSourceMBS2000107
TSH ELISA试剂盒MyBioSourceMBS729687
MDA检测试剂盒BioDiagnosticSD 25 29
TAC检测试剂盒BioDiagnosticSD 25 13
SOD检测试剂盒BioDiagnosticSD 25 21
IL-1β ELISA试剂盒R&D SystemsRLB00
TNF-α ELISA试剂盒R&D SystemsRTA00
QIAamp RNeasy迷你试剂盒Qiagen--
HERA SYBR Green RT-qPCR预混液Willowfort--
引物Metabion--
StepOne实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
抗NF-κB抗体GenetexGTX00763
抗Beclin-1抗体Biossbs-0056R
抗Nrf2抗体Novus BiologicalsNB100-56565
HRP偶联EnVision二抗DAKO--
DPX封片剂----
Image-Pro Plus软件Media Cybernetics6.0
IBM SPSS统计软件IBM Corp.22

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
网络药理学分析
数据库版本和访问日期,靶点筛选阈值,PPI网络置信度阈值,GO/KEGG富集FDR阈值
阅读提示:Methods 2.2节
EA-NOV制备与表征
Span 60、胆固醇、油酸、EA的重量比,溶剂注射法参数(温度、搅拌速度),粒径、PDI、Zeta电位、包封率、稳定性条件
阅读提示:Methods 2.3节
动物实验设计
大鼠品系、性别、年龄、体重,每组动物数,给药剂量、途径、频率、持续时间,溶剂和对照
阅读提示:Methods 2.4.1节
甲状腺功能检测
血清样本采集时间,ELISA试剂盒的货号和检测步骤
阅读提示:Methods 2.4.3节
氧化应激检测
组织匀浆制备方法,SOD、MDA、TAC检测试剂盒货号,Nrf2免疫组化一抗稀释度和复温时间
阅读提示:Methods 2.4.3节和2.4.6节
炎症检测
IL-1β和TNF-α ELISA试剂盒货号,NF-κB免疫组化一抗稀释度
阅读提示:Methods 2.4.3节和2.4.6节
基因表达分析
RNA提取试剂盒,RT-qPCR反应体系(SYBR Green预混液、引物浓度、RNA模板量),引物序列,内参基因,ΔΔCT法
阅读提示:Methods 2.4.4节,Table 1
组织病理学与免疫组化
固定、脱水、包埋、切片厚度,染色步骤,PAS染色平均面积百分比计算方法,免疫组化定量分析参数
阅读提示:Methods 2.4.5-2.4.7节