芍药苷介导的MAP2K1靶向和HIF-1信号抑制有助于高尿酸血症相关认知障碍的治疗效果

Albiflorin-Mediated MAP2K1 Targeting and HIF-1 Signaling Inhibition Contribute to the Therapeutic Efficacy in Hyperuricemia-Associated Cognitive Impairment.

作者信息Huimin Xiao, Xinwen Huang, Rui Yao, Jincai Liu, Linrui Duan, Siwang Wang, Jinming Gao, Minghua Ren
PMID41561638
期刊Hum Mutat
发布时间2026-01-19
DOI10.1155/humu/5859468

实验完整度

包含体内动物模型、体外细胞实验、分子对接、CETSA、网络药理学等多层级验证,功能验证和机制验证完整。

主要模型

C57BL/6J小鼠高尿酸血症相关认知障碍模型 BV2小胶质细胞 HT22海马神经元细胞

重点核对

HUA-CI模型诱导:腹腔注射氧嗪酸钾(200 mg/kg)和次黄嘌呤(300 mg/kg),连续7天 EMP给药剂量:低(12.5 mg/kg/天)、中(50 mg/kg/天)、高(100 mg/kg/天),腹腔注射7天 AF给药剂量:100 mg/kg/天,腹腔注射7天 FG4592(HIF-1α激活剂)剂量:10 mg/kg/天(体内)或10 μM(体外) 分子对接结合能:AF与MAP2K1结合能为−7.472 kcal/mol

摘要

本研究探讨了牡丹果荚提取物(EMP)及其主要成分芍药苷(AF)对高尿酸血症相关认知障碍(HUA-CI)的治疗作用及机制。建立HUA-CI小鼠模型,通过Morris水迷宫评估认知功能。采用HE染色、ELISA、TUNEL和Western blotting评估海马病理、炎症、氧化应激和细胞凋亡。网络药理学预测EMP的靶点,分子对接分析AF与MAP2K1的结合。体外实验使用UA刺激的BV2和HT22细胞探讨AF对HIF-1信号的影响。EMP显著改善HUA-CI小鼠的认知功能并减轻海马病理损伤。它通过抑制炎症反应、减轻氧化应激和防止细胞凋亡发挥保护作用。网络药理学分析显示,EMP通过多靶点和多途径发挥作用,特别是通过AF与MAP2K1之间的强结合亲和力。体内和体外研究均表明,AF抑制HIF-1信号通路,从而减少小胶质细胞活化和相关炎症,减轻尿酸诱导的神经元凋亡,增强抗氧化防御,保护神经元功能。我们的研究表明,EMP对HUA-CI具有多靶点治疗作用;AF通过靶向MAP2K1和抑制HIF-1信号发挥关键作用。

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
牡丹果荚提取物及其主要成分芍药苷对高尿酸血症相关认知障碍的治疗作用及其机制是什么?
核心机制
芍药苷通过靶向MAP2K1抑制HIF-1信号通路,从而减轻小胶质细胞活化、炎症、氧化应激和神经元凋亡,改善认知功能。
主要证据
体内实验显示EMP和AF改善HUA-CI小鼠认知功能、海马病理、炎症和氧化应激;体外实验显示AF抑制BV2细胞HIF-1α表达、促进M2极化、减少炎症因子,并保护HT22细胞免受UA诱导的凋亡;CETSA和分子对接验证AF与MAP2K1的结合。
研究意义
研究为EMP作为多靶点治疗策略以及AF通过靶向MAP2K1和抑制HIF-1信号发挥关键作用提供了证据,支持开发针对HUA-CI等复杂疾病的新策略。

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

网络药理学与分子对接分析

预测EMP治疗HUA-CI的潜在靶点和通路,并评估AF与MAP2K1的结合能力。

利用Swiss Target Prediction预测EMP成分靶点,从Genecards、OMIM、Drugbank收集疾病靶点,构建PPI网络和成分-靶点-通路网络,进行GO和KEGG富集分析,并使用AutoDock Vina进行分子对接。

2

体内药效验证

评估EMP和AF对HUA-CI小鼠的认知改善、海马病理、炎症、氧化应激和凋亡的影响,并验证HIF-1信号通路的作用。

建立HUA-CI小鼠模型,分组给药,通过Morris水迷宫、HE染色、ELISA、TUNEL、Western blot等检测相关指标。

3

体外细胞实验(BV2和HT22)

在细胞水平验证AF对UA诱导的小胶质细胞活化和神经元凋亡的影响及其对MAP2K1/HIF-1通路的调控。

使用UA刺激BV2小胶质细胞和HT22神经元细胞,检测细胞活力、炎症因子、氧化应激指标、凋亡和信号通路蛋白表达。

4

靶点验证

验证AF与MAP2K1的直接结合及其对MAP2K1表达的影响。

采用CETSA检测AF对MAP2K1热稳定性的影响,并通过Western blot检测MAP2K1表达。

5

机制验证(MAP2K1过表达)

通过MAP2K1过表达验证AF的作用是否依赖于MAP2K1。

在BV2和HT22细胞中过表达MAP2K1,检测对AF保护效应的影响。

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
氧嗪酸钾Sigma-Aldrich--
次黄嘌呤Sigma-Aldrich--
芍药苷Sigma-AldrichA14007
FG4592Selleck ChemicalsS7665
YC-1MedChemExpressHY-10064
DMEM培养基Thermo Fisher Hyclone--
胎牛血清Thermo Fisher Scientific--
CCK-8试剂盒Dojindo LaboratoriesCK04
TRIzol试剂Invitrogen15596026
SYBR Green PCR预混液Applied Biosystems4309155
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
蛋白酶抑制剂混合物Roche11836153001
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23225
PVDF膜MilliporeIPVH00010
GLUT9抗体Abcamab223470
URAT1抗体Abcamab172614
ABCG2抗体Abcamab207732
OAT1抗体Abcamab172614
HIF-1α抗体Abcamab1
Bax抗体Abcamab32503
Caspase-3抗体Abcamab32351
IBA1抗体Abcamab178846
CD86抗体Abcamab239075
ARG1抗体Abcamab133543
MAP2K1抗体Abcamab32134
p-ERK抗体Abcamab201015
ERK抗体Abcamab32537
GAPDH抗体Abcamab8245
IL-1β ELISA试剂盒RayBiotechELM-IL1B-1
IL-6 ELISA试剂盒RayBiotechELM-IL6-1
TNF-α ELISA试剂盒RayBiotechELM-TNF-1
SOD ELISA试剂盒BeyotimeS0139
CAT ELISA试剂盒BeyotimeS0055
MDA ELISA试剂盒BeyotimeS0138
原位细胞死亡检测试剂盒Roche11684795910
DAPIVector LaboratoriesH-1200
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒BD Biosciences556547
黄嘌呤氧化酶测试盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
肌酐检测试剂盒Wuhan Elabscience Biotechnology Co. Ltd.--
尿素氮检测试剂盒Wuhan Elabscience Biotechnology Co. Ltd.--
EthoVision XT视频追踪系统----
冰冻切片机(Leica CM1860)Leica--
酶标仪(Thermo Scientific Multiskan FC)Thermo Scientific--
BD FACSCalibur流式细胞仪BD Biosciences--

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
C57BL/6J雄性小鼠,8周龄,体重20-25g;氧嗪酸钾200 mg/kg和次黄嘌呤300 mg/kg腹腔注射,每日一次,连续7天
阅读提示:Materials and Methods 2.1
药物给药方案
EMP剂量:12.5, 50, 100 mg/kg/天;AF:100 mg/kg/天;FG4592:10 mg/kg/天;YC-1:5 mg/kg/天;腹腔注射7天;溶剂为生理盐水或DMSO
阅读提示:Materials and Methods 2.1
行为学测试
Morris水迷宫:平台隐藏于水下1.5cm,每天训练4次,连续5天,每次60秒;使用EthoVision XT记录
阅读提示:Materials and Methods 2.4
体外细胞实验(BV2)
BV2细胞培养于DMEM+10%FBS+1%青霉素-链霉素,37°C,5%CO2;UA浓度1 mM,处理24小时;AF浓度10 μM;YC-1浓度5 μM;FG4592浓度10 μM;药物提前1小时加入
阅读提示:Materials and Methods 2.7
体外细胞实验(HT22)
HT22细胞用LPS(1 μg/mL)激活的BV2条件培养基处理;AF浓度100 μM;FG4592浓度10 μM;处理24小时
阅读提示:Materials and Methods 2.9