网络药理学与实验验证探究 Kakkalide 改善内皮细胞功能障碍和炎症反应

Network Pharmacology, Experimental Validation Explored Kakkalide to Ameliorate Endothelial Cell Dysfunction and Inflammatory Response.

作者信息Jiafu Li, Shuai Yang, Jiahui Pan, Yuting Qin, Huiyun Ye, Shuanglin Liao, Zixuan Shao, Guangli Rong, Zhengyuan Xia, Jianbo Sun, Yiming Shao
PMID40904724
发布时间2025-08-28
DOI10.2147/JIR.S519660

实验完整度

包含网络药理学分析、CLP小鼠模型、HUVEC细胞实验、分子对接和Western blot验证等多个独立证据层级,且明确包含功能验证和机制验证。

主要模型

CLP诱导的脓毒症小鼠模型 人脐静脉内皮细胞(HUVEC)

重点核对

Kakkalide给药剂量:10或20 mg/kg(小鼠),5 μM(HUVEC) 小鼠分组:Sham、Kakkalide、CLP、CLP+10 mg/kg Kakkalide、CLP+20 mg/kg Kakkalide,每组10只 LPS刺激浓度和时间:1 mg/mL LPS刺激HUVEC 12小时 CLP模型建立:盲肠结扎约1 cm,5号无菌针头穿刺 检测指标:血清IL-1β、IL-6、TNF-α、BUN、Cr、VE-cadherin水平,肺组织湿干比、MDA水平

摘要

背景:脓毒症因其有害影响和高死亡率仍然是一个重大挑战。保护内皮功能和减轻过度炎症反应是降低死亡风险的关键。葛花是 Pueraria montana var. lobata (Willd) 的花。据《闽南本草》记载,葛花可改善恶寒高热,并具有清热泻肺的作用。最近的研究表明其具有治疗炎症性疾病的潜在功效。然而,其确切的作用机制仍有待阐明。目的:本研究旨在鉴定葛花治疗脓毒症的关键活性化合物及其药理靶点。方法:通过网络药理学分析确定葛花抗脓毒症的潜在靶点。采用盲肠结扎穿刺(CLP)小鼠模型,通过ELISA和H&E染色评估存活率、炎症和组织损伤。通过Transwell实验、免疫荧光(IF)和流式细胞术评估人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的保护作用。通过分子对接和Western blot(WB)确认关键信号通路靶点。结果:在20 mg/kg剂量下,葛花来源的化合物Kakkalide显著降低了死亡率、血清炎症因子水平,同时保护了肺和肾组织。体外实验进一步表明,在HUVEC中用5 μM Kakkalide处理可降低炎症因子、活性氧和细胞凋亡,同时促进细胞迁移和增殖。上述效应与肿瘤坏死因子(TNF)、细胞外调节蛋白激酶(ERK)和蛋白激酶B(AKT)的磷酸化水平改变有关。结论:我们的研究表明,Kakkalide作为葛花的主要成分,提高了CLP小鼠的存活率,并保护了脂多糖(LPS)刺激的HUVEC功能。本研究为Kakkalide在脓毒症中的作用和分子机制提供了新的视角。

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
本研究旨在探究葛花中的活性化合物Kakkalide对脓毒症引起的过度炎症反应和血管内皮功能障碍的保护作用及其潜在的分子机制。
核心机制
Kakkalide可能通过降低TNF、ERK和AKT的磷酸化水平,抑制炎症反应和内皮功能障碍。
主要证据
CLP小鼠模型中,20 mg/kg Kakkalide提高生存率,降低血清炎症因子水平,减轻肺肾组织损伤;LPS刺激的HUVEC中,5 μM Kakkalide降低炎症因子、ROS和凋亡,促进迁移和增殖,并改善紧密连接蛋白的破坏。
研究意义
本研究为Kakkalide在脓毒症治疗中的应用提供了新的视角和潜在靶点,也为中药葛花的活性成分研究提供了新的方向。

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

识别葛花治疗脓毒症的潜在活性成分和靶点

利用TCMSP、Genecards、DisGeNET、OMIM、STRING等数据库和Cytoscape软件构建PPI网络和成分-靶点-疾病网络,并进行GO和KEGG富集分析。

2

CLP小鼠模型实验

评估Kakkalide对脓毒症小鼠的存活率、炎症反应和组织损伤的影响

C57BL/6J小鼠分为Sham、Kakkalide、CLP、CLP+10 mg/kg Kakkalide和CLP+20 mg/kg Kakkalide组。通过CLP诱导脓毒症,术后1小时腹腔注射Kakkalide,观察12小时后评估生存率、血清炎症因子、肾功能指标、肺水肿和氧化应激水平,并通过H&E染色观察肺和肾组织病理变化。

3

HUVEC细胞实验

验证Kakkalide对LPS诱导的内皮细胞损伤的保护作用及机制

培养HUVEC,用LPS刺激建立体外损伤模型,并用5 μM Kakkalide处理。检测细胞增殖、炎症因子分泌、凋亡、活性氧水平、迁移、黏附以及紧密连接蛋白表达。

4

分子对接和Western blot验证

确认Kakkalide与关键靶点的结合及对信号通路的影响

使用AutoDock Vina进行分子对接,预测Kakkalide与TNF、ERK、AKT、JNK、IL-1的结合能。通过Western blot验证Kakkalide对AKT、p65(NF-κB)和ERK磷酸化水平的影响。

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
RPMI-1640培养基Thermo Fisher--
胎牛血清Zeta life--
脂多糖Sigma-Aldrich--
KakkalideShanghai Tauto Bio-Technology Co., Ltd--
ELISA试剂盒Elabscience--
MDA比色法试剂盒--E-BC-K025-M
RIPA裂解液----
PVDF膜Millipore--
快速封闭液Epizyme Biotech--
VE-钙黏蛋白抗体Abcamab33168
NF-κB抗体Santa Cruzsc-514451
p-NF-κB抗体Santa Cruzsc-166748
AKT抗体Proteintech10176-2-AP
p-AKT抗体Proteintech28731-1-AP
ERK抗体Proteintechsc-166748
p-ERK抗体Proteintech80031-1-RR
β-肌动蛋白抗体Abcamab33168
Trizol试剂Invitrogen--
HiScript III逆转录预混液Vazyme--
ChamQ通用SYBR qPCR预混液Vazyme--
Annexin V-FITC和PI凋亡试剂盒ElabscienceE-CK-A211
NovoCyte流式细胞仪Agilent--
ZO-1抗体Santa Cruzsc-33725
claudin-5抗体Santa Cruzsc-374221
β-连环蛋白抗体Santa Cruzsc-53483
VE-钙黏蛋白抗体Abcamab33168
DCFDA/H2DCFDA细胞ROS检测试剂盒Abcam--
DCFH-DA荧光探针LABLEAD--

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
CLP小鼠模型
小鼠品系、性别、年龄、体重;分组及每组动物数;CLP手术细节(结扎位置、穿刺针规格);Kakkalide给药剂量和时间;观察时间点
阅读提示:参见Materials and Methods中的Sepsis Animal Model
HUVEC培养及LPS刺激
HUVEC来源和培养条件;LPS浓度和处理时间;Kakkalide处理浓度
阅读提示:参见Materials and Methods中的HUVEC Cell Culture
炎症因子检测
ELISA试剂盒品牌和货号;检测的炎症因子种类;样本类型(血清或培养基)
阅读提示:参见Materials and Methods中的ELISA for Inflammation Cytokines
Western blot
抗体品牌、货号和稀释比例;蛋白提取方法;电泳和转膜条件
阅读提示:参见Materials and Methods中的WB for VE-Cadherin Expression
分子对接
对接软件及版本;配体和受体结构来源;结合能阈值
阅读提示:参见Materials and Methods中的Molecular Docking