أُجريت جميع التجارب على الحيوانات وفقاً لإرشادات ARRIVE. وقد تمت الموافقة على الدراسة من قبل لجنة مراجعة أخلاقيات البحث في شركة Sichuan Scientist Biotechnology Co., Ltd. (IACUC ISSUE SYST-2024-011). ويتوفر جدول زمني تجريبي مفصل يلخص تصميم الدراسة في الشكل التكميلي 1.
تحضير الحيوانات ومعالجتها
خُدرت الفئران تخديرًا عميقًا باستنشاق isoflurane بنسبة 2%. وتحت تأثير التخدير العميق، جُمعت عينات الدم عن طريق استئصال العين من خلف المحجر. وفور جمع الدم، استؤصلت مقلتا العين لحصد أنسجة الشبكية. وعقب ذلك، تم إجراء خلع رقبي تحت التخدير العميق لضمان القتل الرحيم. ثم شُرِّحت أنسجة القولون على الفور. أما الحيوانات التي ظهرت عليها آثار جانبية فقد استُبعدت فورًا من الدراسة وتلقت الرعاية البيطرية المناسبة.
العشوائية والتعمية
تم إيواء فئران ذكور من سلالة C57BL/6، تبلغ من العمر 5 أسابيع وتتراوح أوزانها بين 20 و30 جراماً، في ظروف خاضعة لرقابة صارمة، بما في ذلك درجة الحرارة والرطوبة. وبعد أسبوع من فترة التأقلم، تم توزيع فئران C57BL/6 عشوائياً على ثلاث مجموعات (المجموعة الضابطة، ومجموعة النموذج، ومجموعة التدخل) باستخدام تسلسل أرقام عشوائية تم إنشاؤه بواسطة الحاسوب. وقد تولى إنشاء تسلسل التوزيع العشوائي باحث لم يشارك في التعامل مع الحيوانات أو تقييم النتائج.
لضمان التعمية، قام باحثون غير مدركين لتوزيع المجموعات بجميع إجراءات رعاية الحيوان، وإعطاء الأدوية، وجمع البيانات. ولم يتم الكشف عن رموز توزيع المجموعات إلا بعد الانتهاء من جميع التجارب والتحليلات الإحصائية. وقد شملت التعمية كلاً من: الفني الذي قام بعملية التزقيم الفموي؛ وأخصائي الأمراض الذي قام بتقييم النسيج الشبكي؛ والمحلل الذي قام بقياس نطاقات تحليل لطخة ويسترن (WB).
حساب حجم العينة
تم تحديد حجم العينة بناءً على تجربة أولية لتقييم تعداد خلايا العقد الشبكية (RGC) تحت نفس الظروف التجريبية. وبافتراض مستوى دلالة ثنائي الجانب (α) قدره 0.05 وقوة إحصائية (1-β) تبلغ 0.80، تطلب الأمر وجود 5 فئران كحد أدنى في كل مجموعة للكشف عن فرق ذو صلة سريرياً في تعداد خلايا RGC بين مجموعتي النموذج والتدخل. ونظراً لمعدل تسرب محتمل يقدر بنحو 20%، تم تحديد كل مجموعة لتشمل 6 فئران.
تجهيز الحيوانات المصابة بمرض السكري
تلقّت المجموعة الضابطة نظاماً غذائياً قياسياً، بينما أُعطيت مجموعتا التدخل والنموذج نظاماً غذائياً عالي الدهون والسكريات (HFHSD) لمدة أربعة أسابيع. وعقب هذه الفترة الغذائية، خضعت مجموعتا التدخل والنموذج لحقن داخل الصفاق بمحلول Streptozotocin (STZ) بتركيز 1% وبجرعة 35 mg/kg17,18,19,20. وبعد مرور اثنتين وسبعين ساعة على الحقن، اعتبرت الفئران التي أظهرت مستويات غلوكوز في الدم (في حالة عدم الصيام) تتجاوز 16.7 mmol/L قد نجحت في تحريض نموذج مرض السكري (DM) وتم اختيارها لإجراء المزيد من التجارب. واستمرت حيوانات نموذج DM في تناول النظام الغذائي عالي الدهون والسكريات لمدة أربعة أشهر إضافية، بينما حافظت المجموعة الضابطة على نظامها الغذائي القياسي.
التحقق التصنيفي وتقييم الجودة
تم التحقق تصنيفيًا من المكونات الثمانية في QMG باستخدام أداة البحث المحدثة عن أسماء النباتات (MPNS, http://mpns.kew.org/mpns-portal/). كما تم تقييم جودة الإبلاغ عن التركيبة لـ QMG باستخدام أداة ConPhYMP.
طرق الإعطاء
في مجموعة التدخل، أُعطيت الحيوانات عقار QMG عن طريق الفم. تم شراء QMG من شركة Zhejiang Sansheng Mandi Pharmaceutical Co., Ltd. (رقم اعتماد الدواء الوطني الصيني Z20090036). وحُضِّر معلق QMG عن طريق خلط QMG بشكل متجانس مع الماء المقطر. تم إعطاء الفئران في مجموعة التدخل المعلق عن طريق التغذية القسرية الفموية بحجم مكافئ للمجموعات النموذجية والضابطة. وقد حُسبت الجرعة بناءً على الجرعة العلاجية الفردية السريرية البالغة 4.5 جم لكل 60 كجم من البالغين (الجرعة القياسية لوحدة التركيبة المسوقة) باستخدام طريقة تسوية مساحة سطح الجسم (BSA) الموصى بها من قبل إدارة الغذاء والدواء (FDA) وريغان-شو (Reagan-Shaw).21كان معامل التحويل بين البشر البالغين (Km = 37) والفئران (Km = 3) هو 12.33، مما أدى إلى تحديد جرعة للفئران قدرها 0.9 جم/كجم من وزن الجسم. وتلقت مجموعة النموذج والمجموعة الفارغة حجماً مكافئاً من المحلول الملحـي عن طريق التغذية القسرية الفموية. وقد أجري الإعطاء يومياً بين الساعة 9 صباحاً و11 صباحاً لمدة 3 أشهر متواصلة.
مؤشرات الملاحظة والاختبار
المراقبة العامة للعلامات الحيوية
تَمَّت مراقبة وتسجيل العلامات الحيوية العامة والمؤشرات الفسيولوجية بشكل منهجي، بما في ذلك وزن الجسم، ومستويات جلوكوز الدم، واستهلاك الماء والغذاء، وإخراج البول، ومستويات النشاط والسلوك، ودرجة حرارة الجسم، بالإضافة إلى حالة الفراء والجلد، وذلك لتقييم التدخلات العلاجية بشكل شامل والكشف عن المضاعفات المحتملة.
مراقبة التغيرات المورفولوجية في الشبكية عن طريق تحليل صبغة HE
تمت معالجة جميع العينات عبر جهاز تجفيف آلي باستخدام سلسلة من محاليل الإيثانول والزايلين بعد التثبيت، تلا ذلك الطمر في البارافين. لاحقاً، تم قطع مقاطع بارافينية بسمك 4 µm وصبغها بـ HE ثم تثبيتها باستخدام الصمغ المتعادل. تم مسح صور الشبكية باستخدام ماسح 3DHISTECH Pannoramic SCAN. وأجري تحليل الصور وقياس البيانات بواسطة برنامج Image-Pro Plus.
كشف مستويات IL-6 وTNF-α وIL-1β في المصل عن طريق تحليل ELISA
تم جمع عينات الدم عن طريق استئصال العين من خلف المحجر. وفُصل المصل عن طريق الطرد المركزي عند 1,000 × g لمدة 15 دقيقة عند 4 °C، ثم خُزن في درجة حرارة -80 °C حتى وقت التحليل. وقِيست مستويات مصل IL‑1β وIL‑6 وTNF‑α وفقاً للإجراءات القياسية، بما في ذلك موازنة الكواشف، وإضافة العينات، والحضن، والغسيل، وإضافة المتقارن والركيزة، وإيقاف التفاعل، وقياس الكثافة الضوئية، وحساب التركيز بناءً على منحنى قياسي. وقُرئت الكثافة الضوئية عند 450 nm باستخدام قارئ الأطباق الدقيقة، وحُسبت تركيزات السيتوكينات مقابل المنحنيات القياسية.
الكشف عن البروتينات التنظيمية الرئيسية في الشبكية والقولون عن طريق تحليل WB
أُجريت ثلاث مكررات بيولوجية مستقلة على غشاء واحد، وفُحصت بالتتابع للكشف عن البروتينات المستهدفة. وقد اشتُققت جميع المكررات من مجموعة واحدة من الحيوانات التي تم التضحية بها في وقت واحد. وعندما كان الوزن الجزيئي للبروتين المستهدف قريبًا جدًا من الوزن الجزيئي لبروتين GAPDH (<(فرق قدره 5 كيلو دالتون)، فقد تم تحليلها على أغشية منفصلة لمنع تداخل الإشارات. وقد فُحص كل غشاء حصرياً إما للبروتين المستهدف أو لبروتين GAPDH لضمان دقة التحديد الكمي. استُخدمت الأجسام المضادة الأولية التالية: GAPDH متعدد النسائل جسم مضاد (1:5000)، وجسم مضاد متعدد النسائل لـ CMKLR1 (1:1000)، وجسم مضاد متعدد النسائل لـ Wnt5a (1:1000)، وجسم مضاد متعدد النسائل لـ TP53 (1:1000)، وجسم مضاد أحادي النسيلة لـ AP-1 (1:5000)، وPPAR gamma (PPAR-γجسم مضاد متعدد النسائل (1:1000). تم الحصول على البروتينات الكلية عن طريق تحلل الخلايا متبوعاً بالطرد المركزي. وتم تحديد تركيزات البروتين باستخدام مقايسة حمض البيكولينيك (BCA). تم فصل البروتينات المستخلصة بواسطة الفصل الكهربائي للهلام بتركيز مادة SDS (SDS-PAGE) باستخدام هلام فصل بنسبة 12%، ثم نُقلت لاحقاً إلى أغشية. حُجبت الأغشية في محلول TBST يحتوي على 5% من الحليب الخالي من الدسم، وحُضنت مع الأجسام المضادة الأولية المناسبة طوال الليل في درجة حرارة 4 °Cبعد الغسل، حُضنت الأغشية مع أجسام مضادة ثانوية مضادة للأرانب أو مضادة للفئران مقترنة بإنزيم بيروكسيداز الفجل (HRP) بتخفيف 1:10,000. وفي الختام، تم تصوير حزم البروتين وتحليلها عن طريق التصوير بالتلألؤ الكيميائي. وأثناء التصوير ومعالجة البيانات، تم قص لطخات البروتين أفقيًا لإزالة مناطق الوزن الجزيئي غير ذات الصلة، مع الاحتفاظ بجميع مسارات العينات دون إزالة المناطق الفاصلة بين المسارات. وقد يحدث تشويه طفيف في الحواف أثناء عملية القص لإزالة مناطق الهلام غير ذات الصلة.
كشف ميكروبيوم الأمعاء عن طريق تحليل تسلسل 16S rDNA
جُمعت عينات براز حديثة من كل فأر قبل الإجراءات النهائية. وُضع كل فأر على حدة في أقفاص معقمة لمدة 10–15 min للسماح بالتبرز التلقائي. جُمعت كرات البراز فوراً باستخدام ملقط معقم، ونُقلت إلى أنابيب معقمة سعة 1.5 mL، ثم جُمدت سريعاً في نيتروجين سائل، وحُفظت في درجة حرارة -80 °C حتى استخلاص DNA. نُفذت جميع الإجراءات تحت ظروف معقمة لتقليل التلوث الخلطي. كما تم الحفاظ على الفاصل الزمني بين التبرز والتجميد في غضون 10 min لضمان سلامة الميكروبات. نُقيت عينات DNA الجينومي (gDNA) البرازية باستخدام طقم استخلاص Fecal gDNA، وتلى ذلك تضخيم جين 16S rDNA كامل الطول عبر تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) باستخدام البادئات العامة 8F (5’-AGAGTTTGATCATGGCTCAG-3’) و 1492R (5’-CGGTTACCTTGTTACGACTT-3’). حُللت نواتج PCR لاحقاً عن طريق الفصل الكهربائي لهلام الأغاروز، ثم نُقيت وقُدرت كميتها للتطبيقات اللاحقة. أُجري التسلسل عالي الإنتاجية باستخدام جهاز التسلسل Nanopore GridION. وشملت عملية تحليل البيانات استدعاء القواعد (basecalling)، ومراقبة جودة البيانات، وتصنيف الأنواع، وبناء الشجرة التطورية، وتحليل المجتمع الميكروبي، وتحليل تنوع ألفا وبيتا، وتحليل الأنواع ذات الوفرة المتباينة والتنبؤ بوظيفة المجتمع. واستُخدمت أدوات وقواعد بيانات متنوعة خلال التحليل، مثل NanoFilt، وUsearch، ولغة البرمجة R، وPython، وقاعدة بيانات SILVA.
تحليل الارتباط بين محور الأمعاء والشبكية والالتهاب الجهازي وميكروبيوتا الأمعاء متعددة المستويات
لاستكشاف الارتباطات المحتملة بين الميكروبات المعوية متعددة المستويات والسايتوكينات الالتهابية في المصل والبروتينات التنظيمية الرئيسية، تم إجراء تحليل الارتباط باستخدام منصة Luoning Bio-Cloud. في البداية، تم استخراج بيانات وفرة الأنواع على مستويات المملكة، والشعبة، والطائفة، والرتبة، والفصيلة، والجنس، والنوع من نتائج التسلسل. كما جُمعت العوامل الفيزيوكيميائية، بما في ذلك السايتوكينات الالتهابية في المصل ومستويات تعبير البروتين، في ملف العوامل البيئية. ولضمان موثوقية الارتباطات وتصورها، خضعت البيانات لعملية تطبيع (normalization) لإزالة الاختلافات في المقاييس بين الوفرة الميكروبية ووحدات القياس السريرية. وتم حساب معاملات الارتباط (R-values) ومستويات الدلالة المقابلة لها (P-values). عُرضت النتائج باستخدام خريطة حرارية للارتباط، حيث تشير تدرجات الألوان إلى قوة واتجاه الارتباط (يمثل اللون الأحمر ارتباطاً إيجابياً، واللون الأزرق ارتباطاً سلبياً)، وتشير النجمات (**) إلى الدلالة الإحصائية (P < 0.01).
الطرق الإحصائية
أُجريت جميع التحليلات الإحصائية والتصوير البياني باستخدام برنامج GraphPad Prism. واستُخدم اختبار t لمقارنة المتوسطات للبيانات التي اتبعت التوزيع الطبيعي. وفي الحالات التي انحرفت فيها البيانات عن التوزيع الطبيعي، استُخدم اختبار Kruskal-Wallis. كما أُجري تحليل ارتباط Spearman أو Pearson لدراسة العلاقات بين المتغيرات. وقد أُجريت جميع الاختبارات الإحصائية كاختبارات ثنائية الذيل، مع تحديد مستوى الدلالة الإحصائية عند 0.05.