水黄皮茎的强效抗氧化和抗炎代谢物及其在辐照大鼠中调节NF-κB和PI3K/AKT/mTOR信号通路的作用

Potent Antioxidant and Anti-Inflammatory Metabolites of Pongamia pinnata Stems and Their Role in NF-κB and PI3K/AKT/mTOR Signaling Pathways Regulation in Irradiated Rats.

作者信息Ahmed Ismail, Fatma Y Abdou, Ola A Gharib, Asrar M Hawas, Noheir Sherif, Abdulrahman M Saleh, Kholoud M Abdelsalam, Mohamed Aboelmagd
PMID41532875
发布时间2026-01
DOI10.1002/cbdv.202502776

实验完整度

文献包含体内动物实验(大鼠模型)和体外分子对接研究,但缺少细胞实验等独立验证层级。

主要模型

Wistar大鼠(γ射线辐照模型) 分子对接(靶蛋白AKT、mTOR、PI3K、NF-κB)

重点核对

γ射线辐照剂量(7 Gy)及剂量率(0.36 Gy/min) 水黄皮提取物给药剂量(300 mg/kg和1000 mg/kg,口服灌胃)及持续时间(10天) 样本量(每组8只大鼠) 检测终点(氧化应激标志物、炎症标志物、血清尿素和肌酐、精子头部异常)

摘要

本工作的目的是全面分析水黄皮(Pp)茎中的生物活性代谢物。还阐明了Pp对γ射线诱导的体内炎症的辐射防护特性。对大鼠给予单次急性剂量全身γ射线照射(7 Gy)。连续10天,通过灌胃口服给予草药提取物,剂量为300和1000 mg/kg。给予Pp 70%乙醇提取物的辐照组显示睾丸和肾脏氧化应激标志物显著降低,如还原型谷胱甘肽和丙二醛。Pp预处理显示睾丸和肾组织中生物标志物(核因子κB [NF-κB]、磷酸肌醇3-激酶[PI3K]、Akt和mTOR)显著改善。在预先给予Pp草药提取物的辐照大鼠中,精子头部异常的发生率以及血清尿素和肌酐水平显著降低。对接研究集中于草药提取物中最活跃的代谢物β-谷甾醇、豆甾醇、桦木酸和ponganone XI与NF-κB、PI3K、Akt和mTOR靶位点结合的能力。Pp茎包含多种药理学特性,可调节PI3K/Akt/mTOR通路,包括可能的抗氧化和抗炎化合物。

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
水黄皮茎中的生物活性代谢物是否具有抗氧化和抗炎作用,并能通过调节NF-κB和PI3K/AKT/mTOR通路减轻γ射线诱导的大鼠组织损伤。
核心机制
水黄皮茎提取物通过调节NF-κB和PI3K/AKT/mTOR信号通路,抑制辐射诱导的氧化应激和炎症反应。
主要证据
体内实验显示,水黄皮提取物预处理可降低辐照大鼠睾丸和肾脏的氧化应激标志物(MDA)并升高GSH,同时降低NF-κB p105、恢复PI3K/AKT/mTOR水平,并减少精子头部异常和血清尿素/肌酐水平;分子对接显示活性代谢物与NF-κB、PI3K、Akt和mTOR靶点有较强结合。
研究意义
研究提出水黄皮茎提取物可能作为放射性治疗的辅助保护剂,减轻辐射诱导的炎症和组织损伤,但需进一步标准化和临床试验。

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

代谢组学分析

鉴定水黄皮茎70%乙醇提取物中的化学成分。

采用LC-HRESIMS对提取物进行化学分析,鉴定出46种代谢物,包括黄酮类、酚酸和甾醇类。

2

动物分组与给药

评估水黄皮提取物对γ射线辐照大鼠的辐射防护作用。

48只大鼠分为6组,每组8只:正常对照组、辐照组、提取物低剂量组、提取物高剂量组、低剂量+辐照组、高剂量+辐照组。辐照组接受7 Gy全身照射,提取物组每日灌胃300或1000 mg/kg提取物,连续10天。

3

氧化应激和炎症标志物检测

检测提取物对辐照大鼠睾丸和肾脏氧化应激及炎症标志物的影响。

检测睾丸和肾脏组织中MDA、GSH、NF-κB p105、PI3K、AKT、mTOR的水平。

4

血清肾功能指标检测

评估提取物对辐照大鼠肾功能的影响。

检测血清尿素和肌酐水平。

5

精子头部异常评估

评估提取物对辐照大鼠生殖细胞遗传损伤的影响。

取附睾精子,染色后显微镜下计数异常精子头,计算异常率、突变因子和突变指数。

6

组织病理学检查

评估提取物对辐照大鼠肾脏和睾丸组织结构损伤的保护作用。

肾脏和睾丸组织进行H&E染色,进行组织病理学评分。

7

分子对接研究

预测提取物中活性代谢物与炎症通路关键蛋白的结合能力。

使用Autodock Vina将筛选出的化合物与AKT、mTOR、PI3K和NF-κB蛋白进行分子对接,分析结合亲和力和相互作用。

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
Accela高效液相色谱Thermo Fisher Scientific--
Exactive(Orbitrap)质谱仪Thermo Fisher Scientific--
Gamma cell-40生物辐照器Atomic Energy of Canada Ltd.--
大鼠NF-κB p105 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0673
大鼠PI3K ELISA试剂盒MyBiosourceMBS260381
大鼠AKT ELISA试剂盒MyBiosourceMBS3807575
大鼠mTOR ELISA试剂盒MyBiosourceMBS744326
酶标仪BMG Labtech--
尿素试剂盒Bio diagnostic Company--
肌酐试剂盒Bio diagnostic Company--
伊红Y----

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
动物分组与给药
模型(Wistar大鼠)、辐照剂量(7 Gy)、给药剂量(300和1000 mg/kg)、给药方式(口服灌胃)、给药时间(10天)
阅读提示:见Materials and Methods 5.4.4 Experimental Design
氧化应激和炎症标志物测量
组织(睾丸和肾脏)、ELISA试剂盒(品牌和货号)、检测指标(NF-κB p105, PI3K, AKT, mTOR)
阅读提示:见Materials and Methods 5.5.2
精子头部异常评估
精子的计数(200个每只)、染色方法(0.05% eosin-Y)、评估标准(Wyrobek等)
阅读提示:见Materials and Methods 5.6
组织病理学检查
组织固定、切片厚度(4-6 μm)、染色(H&E)、肾脏损伤评分标准
阅读提示:见Materials and Methods 5.7