الموافقة الأخلاقية والموافقة على المشاركة
تمت الموافقة على البروتوكولات التجريبية التي تشمل الحيوانات من قبل اللجنة الأخلاقية لشركة ساينتست بيوتكنولوجي المحدودة (رقم الموافقة الأخلاقية: SYST-2024-014)، وفقًا لإرشادات ARRIVE 2.0، والدليل الصادر عن المعاهد الوطنية للصحة بشأن رعاية واستخدام الحيوانات المعملية. كما منحت اللجنة الأخلاقية لمستشفى مقاطعة سيتشوان العام الموافقة على الاستخدام الأخلاقي للعينات السريرية البشرية في التجارب in vitro (رقم الموافقة الأخلاقية: 2024103). وقد تم الحصول على الموافقة المستنيرة من جميع متبرعي الأنسجة. ترد جميع التفاصيل التجارية للواحدات والتجهيزات المستخدمة في هذه الدراسة في جدول المواد.
بناء نموذج الذئبة الحمراء في فئران C3H/HeJ وإعطاء AMG
استنادًا إلى الأدبيات السابقة، تم تحفيز نموذج الذئبة الحمراء في فئران C3H/HeJ وعلاجه بـ AMG38,39. باختصار، خضعت ثلاثون فئرانة من سلالة C3H/HeJ (بأعمار 6–8 أسابيع) لفترة تأقلم لمدة أسبوع واحد قبل توزيعها عشوائيًا على خمس مجموعات مختلفة: مجموعة السيطرة، ومجموعة الذئبة الحمراء (AA)، ومجموعة الجرعة المنخفضة من AMG (AMG-L)، ومجموعة الجرعة المتوسطة من AMG (AMG-M)، ومجموعة الجرعة العالية من AMG (AMG-H). باستثناء مجموعة السيطرة، تم إنشاء نموذج الذئبة الحمراء في المجموعات الأربع الأخرى عن طريق تطبيق 0.05 غ من كريم الإميكيويمود على الجلد الظهري للفئران. تم هذا التطبيق ثلاث مرات أسبوعيًا، ليصل المجموع إلى تسع جرعات. وكانت مساحة الجلد التي طُبِق عليها الكريم 1.5 سم × 1.5 سم. وتلقت الفئران في مجموعتي السيطرة والذئبة الحمراء 0.02 مل/غ من المحلول الملحي الفسيولوجي عن طريق التغذية أنفيًا يوميًا. في المقابل، تلقت الفئران في مجموعات AMG حقنًا داخل المعدة بجرعات 60 و90 و120 مغ/كغ يوميًا على التوالي. وتستمر فترة العلاج 21 يومًا. وللرصد العام وتقييم نموذج الذئبة الحمراء، يُشترط وجود بقعة صلع دائرية واضحة بقطر ≥ 1 سم، دون وجود ندوب أو التهاب شديد، مع وجود ألياف شعر مكسورة. ويتم استبعاد الفئران التي تُظهر نتفًا منتشرًا في كامل الجسم، أو تقرحات جلدية شديدة، أو نموًا سريعًا تلقائيًا للشعر.
HPEMs
اتباعًا للطريقة السابقة40، تم اختيار أنسجة جلد سليمة من مرضى خضعوا لعملية ختان في المستشفى، وغُمرت في كحول 75% لمدة 5 دقائق. ثم غُسلت أنسجة الجلد عدة مرات بوساطة محلول PBS المحتوي على أمبيسلين (100 وحدة/مل) وكبريتات ستربتوميسين (100 ملغم/مل)، وحُضنت في محلول ديسباز II عند 4°م طوال الليل لهضمها. تم تقطيع الطبقات الأدمة المنفصلة والمعزولة إلى قطع صغيرة وترشيحها عبر غشاء معقم للحصول على معلق خلوي. وبعد الطرد المركزي، جُمعت الخلايا في الطبقة السفلية المترسبة ثم أُعيد تعليقها في وسط ميلانوسايت 254 الخالي من المصل، وأُعيد زرعها بكثافة تبلغ تقريبًا 5 × 105 في قوارير زراعة، وحُضنت في حاضنة CO2. وبعد ثلاث عبوريات، استُخدمت الخلايا الصباغية النقية في التجارب اللاحقة.
إنشاء H2O2نموذج إصابة الإجهاد التأكسدي الناتج عن الميلانين في الخلايا الصباغية البشرية وتدخل AMG
يُقسَم الخلايا الصبغية البشرية التي تبلغ درجة اندماجها من 60% إلى 80% إلى مجموعة ضابطة ومجموعات مُعالجة بتركيزات مختلفة من H2س2 (200، 400، 600، 800، و 1000 µM). بعد حضن لمدة 24 ساعة، كانت قابلية الخلايا للحياة تم تقييمه باستخدام طريقة CCK-8. بعد ذلك، تم تحديد التركيز الأمثل لـ H2O2 استُخدم لإنشاء نموذج الإجهاد التأكسدي للخلايا الصبغية، وأُضيفت تراكيز مختلفة من مادة AMG (0.1، 0.25، 0.5، 1، 2.5، 5، و10 ملغ/مل) للثقافة لمدة 24 ساعة. ثم تم اختيار قابلية البقاء الخلوي لتقييم وفرز تركيز مادة AMG.
فحص الفحص النسيجي بالصبغة الهيماتوكسيلين والأيوسين
تم تثبيت أنسجة كبد وكلى الفأر في Paraformaldehyde بنسبة 4% لمدة 24 ساعة، ثم تم تضمينها بالبارافين، يتبع ذلك عملية تجفيف بالخطوات التالية: إيثانول 70% لمدة 4 ساعات، إيثانول 80% لمدة ساعتين، إيثانول 90% لمدة ساعتين، إيثانول 95% لمدة ساعتين، الإيثانول اللا مائي مرتين، كل مرة لمدة ساعة؛ الزايلين مرتين، كل مرة لمدة 30 دقيقة38,39,41. ثم، 4-µm خضعت المقاطع الشمعية لاختبار H&تم تجفيف الأنسجة المصبوغة بصبغة #38;E، وتنقيتها، وتركيبها باستخدام صمغ محايد. واستُخدم ماسح ضوئي من طراز 3D HISTECH لتحويل المقاطع النسيجية إلى صور رقمية، وتم الحصول على الصور عند تكبير 20× و40× تم التقاط التكبيرات.
التحليل المناعي المرتبط بالإنزيم (إليسا) والكشف الكيميائي الحيوي
تم تجهيز أنسجة الجلد في محلول مخزني بنسبة 1:9 (وزن/حجم)، ثم طُورت بالطرد المركزي عند 1006–1789 × g لمدة 10 دقائق. بعد تحديد كمية البروتين في المصل واستخلاص أنسجة الجلد والمطافي الخلوية باستخدام طريقة BCA، تم تقييم مستويات MDA وIL-6 وIL-15 وIFN-γ باستخدام مجموعات إليسا المقابلة. وتم الكشف عن أنشطة الإنزيمات SOD وCAT وGPX-4 وفقًا لتعليمات مجموعات الكشف الكيميائي الحيوي الخاصة بكل منها.
مطيافية تدفق للكشف عن أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)
استُخدم وسط زرعي خالٍ من المصل لتخفيف DCFH-DA بتركيز 10µM بنسبة 1:1000. ثم تم تحضير أنسجة جلد الفأر أو الخلايا الصبغية البشرية إلى علائق خلوية بتركيز 1–20×106 خلية/مل باستخدام DCFH-DA بتركيز 10µM. تم حضن الخلايا عند 37°م لمدة 20 دقيقة. خلال هذه الفترة، تم هز الخلطات ومزجها كل 3–5 دقائق. بعد ثلاث غسلات باستخدام الوسط الخالي من المصل، تم قياس مستويات أنواع الأكسجين التفاعلية داخل الخلايا باستخدام مطيافية التدفق، مع ضبط أطوال موجات الإثارة والانبعاث عند 488 نانومتر و525 نانومتر على التوالي42,43.
قياس المناعة بال fluorescein
تُركت الأجسام المضادة الأولية FOXO3a (1:1000) للتفاعل مع 4-µm أقسام أنسجة الجلد أو HPEMs مثبتة طوال الليل عند 4°Cثم عُوملت العينات بوجود الأجسام المضادة الثانوية الموسومة بواصفات الفلورسنت أليكسا فلور، وصُبغت تلوينًا معاكسًا بحل دابي. وأخيرًا، شُوهدت المقاطع وصُورت باستخدام المجهر الفلورسنت. ولتصوير الفلورسنت مع أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، تم استخدام 4-µm تم إعادة تدفئة قطعة الأنسجة الجلدية المجمدة أو شرائح HPEMs عند درجة حرارة الغرفة وتجفيفها. تم رسم دائرة حول النسيج باستخدام قلم نسيجي كيميائي. عُوملت الشرائح بعامل قمع الفلورة الذاتية لمدة 5 دقائق، ثم شُطبت تحت ماء جاري لمدة 10 دقائق. تم إضافة محلول صبغة أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) وتم التحضين في الظلام عند 37°C لمدة 30 دقيقة. خضعت الشرائح لثلاث غسلات مدتها 5 دقائق كل منها في محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) باستخدام جهاز هزاز لإزالة اللون. ثم طُبِق محلول صبغة DAPI وتم التحضين لمدة 10 دقائق في الظلام ودرجة حرارة الغرفة. تم إغلاق الشرائح باستخدام وسط مانع للإضاءة الفلورية. ثم تم فحص العينات وجمع الصور باستخدام المجهر الفلوري. تبلغ مقاييس الإثارة/الانبعاث 330–380/420 نانومتر لـ DAPI و510–560/590 نانومتر لـ Cy3.
البلوت الغربي
بالنسبة لنسج جلد الفأر أو الخلايا الصبغية البشرية، 50 مغ من نسيج الجلد أو 2 × 105 الخلايا و1 مل من محلول تحليل RIPA، المُعزز بمحفزات البروتياز، أُضيفا إلى أنبوب ميكروسيتريفيوج سعة 1.5 مل. بعد وضع العينة في حمام ثلجي لمدة 30 دقيقة، أُجريت طَرد مركزي لمدة 5 دقائق عند 12,000 × جاذبية لجمع الكسر العلوي. بعد تحديد تركيز البروتين بطريقة BCA، خُلط محلول البروتين مع 5× تم مزج عازل التحميل SDS بنسبة حجمية مقدارها 4:1، ثم غُلي المزيج في حمام معدني عند 95 °C لمدة 5 دقائق. بعد إجراء الترحيل الكهربائي للعينة باستخدام هلام البولي أكريلاميد في وجود دوديسيل كبريتات الصوديوم (SDS-PAGE) بنسبة 10٪ عند جهد 80 فولت أو 120 فولت، تم نقل البروتينات كهربائيًا إلى غشاء نيتروسلولوز بحجم 0.22-µm غشاء PVDF بتيار ثابت مقداره 200 مللي أمبير لمدة 1 ساعة44,45تم حجب الأغشية بعد ذلك عند درجة حرارة الغرفة وعلى هزاز طردي لمدة ساعة واحدة باستخدام حليب منزوع الدسم بنسبة 5٪ (محضر بخليط مخفف TBST). ثم عُرضت الأغشية على أضداد أولية محددة لـ التعقيد الرئيسي للتتوافق النسيجي من الفئة الأولى (MHC I) (1:1000)، IFN-γ (1:1000)، IL-6 (1:1000)، IL-15 (1:1000)، β-أكتين (1:1000)، سوبراوكسيد ديسموتاز (SOD) (1:1000)، كاتاليز (CAT) (1:1000)، جلوتاثيون بيروكسيديز 4 (GPX-4) (1:1000)، وFOXO3a (1:1000) عند 4 °C طوال الليل. ثم عُوملت الأغشية بالجسم المضاد الثانوي (1:10000) لمدة ساعة عند درجة حرارة الغرفة. واستُخدم كاشف كيمياء التألّم الضوئي (ECL) لتطوير الصور وتسجيلها باستخدام جهاز ChemiScope 6100.
التفاعل المتسلسل للبوليميراز العكسي الكمي (qRT-PCR)
أولاً، تم الحصول على عينة الحمض النووي الريبي (RNA) من نسيج جلد الفأر أو من الخلايا الصبغية البشرية وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة لطقم استخلاص الحمض النووي الريبي الكلي. وفقًا لتعليمات التشغيل الخاصة بطقم النسخ العكسي، تم ضبط معايير جهاز تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) على 25°C لمدة 10 دقائق، 42°C لمدة 15 دقيقة، و 85°C لمدة 5 دقائق للحصول على عينات الحمض النووي المتمم (cDNA). بالمثل، كانت المعايير المستخدمة لإعداد جهاز تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) كما يلي للحصول على عدد كافٍ من نسخ الحمض النووي: التحلل الحراري الأولي: 95°C لمدة 5 دقائق، دورة واحدة؛ تميؤ: 95°C لمدة 10 ثوانٍ، 40 دورة؛ التلدين والامتداد: 60°C لمدة 30 ثانية، 40 دورة. يتم حساب التعبير الطبيعي للجين محل الاهتمام باستخدام الصيغة التالية: 2‑ΔΔCq (ΔΔCq = Cqهدف-القيمة Cqβأكتين)46,47. تُعرض المعلومات الخاصة بتسلسلات أولي الجينات لتفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي العكسي (qRT-PCR) في الجدول 1.
تحليل ChIP-PCR
أُجري تحليل ChIP-PCR وفقًا للبروتوكول السابق48أولاً، تم ربط الخلايا تصالبيًا باستخدام 1% فورمالدهيد لمدة 10 دقائق، ثم أُضيف محلول الجلايسين لإنهاء تفاعل الربط التصالبي. بعد غسل الخلايا ب محل مخفف ملحي فوسفاتي مبرد مسبقًا يحتوي على PMSF، تم تحليل الخلايا باستخدام محلول تحليل يحتوي على SDS وPMSF. بعد ذلك، تم تقطيع الحمض النووي الكروماتيني إلى قطع تتراوح أطوالها بشكل رئيسي بين 200 و1000 زوج قاعدي باستخدام جهاز تكسير خلوي بالموجات فوق الصوتية، وتم التحقق من حجم القطع باستخدام الترحيل الكهربائي على هلام الأجاروز. ثم أُعيد تعليق عينات الكروماتين المقطعة في محلول تخفيف الـChIP الذي يحتوي على PMSF، و 20µL تم أخذ جزء من العينة كمجموعة ضبط المدخلات. وخضعت العينات المتبقية لعلاج مسبق بـ Protein A+G Agarose/حمض ديوكسي ريبونوكليك للحيوانات المنوية للسلمون. ثم، 0.5µg تم تطبيق كمية من الجسم المضاد الأولي، تليها حضن ليلة كاملة عند 4°C مع هز بطيء. عُوملت مجموعة الضبط السلبية بكمية مساوية من الغلوبيولين المناعي الأرنب IgG. في اليوم التالي، أُضيفت كريات الأجاروز البروتين A+G لالتقاط مركبات المستضد-الضد، ثم غُسلت المركبات تباعًا بمحفز غسل المركب المناعي منخفض الملح، ومحفز غسل المركب المناعي عالي الملح، ومحفز غسل المركب المناعي LiCl، ومحفز TE. استخرجت المركبات المستcipitated مناعيًا باستخدام محفز الاستخلاص، وخضع كل من منتجات الاستخلاص والعينات في مجموعة ضبط المدخلات لعلاج حراري مكون من 65°C لمدة 4 ساعات لتفكيك الروابط العرضية. بعد ذلك، تم عزل الحمض النووي من خلال الاستخلاص بالفينول-كلوروفورم تلاه ترسيب الإيثانول. ثم تم إذابة الحمض النووي النقي في محلول TE واستخدامه في تحليل qRT-PCR اللاحق. وتشير معلومات تسلسل الجين لتفاعل ChIP-PCR إلى الجدول 2.
تم اختيار المواقع الجينومية المرشحة لتفاعل البوليميراز المتسلسل بعد التضخيم المناعي للحمض النووي (ChIP-PCR) من خلال التنبؤ الحاسوبي باستخدام قاعدة بيانات JASPAR (https://jaspar.elixir.no/). على وجه التحديد، استعاد الباحثون تسلسلات المُحفِّزات التي تمتد على مسافة 2000 زوج قاعدي قبل نقطة بدء النسخ (TSS) للجين CAT, SOD، و GPX4 الجينات. تم فحص هذه التسلسلات بحثًا عن عناصر ربط FOXO3a باستخدام مصفوفة الأوزان الموضعية المقابلة. ولتحقيق توازن بين الحساسية والخصوصية، حدد المؤلفون عتبة درجة نسبية للملف الشخصي بمقدار >80%. من بين جميع البقع التنبؤ بها التي تحقق هذا المعيار، انتقى المؤلفون أعلى بقعتين تنبؤًا من حيث الدرجة لكل جين باعتبارهما منطقتين مرشحتين للتحقق من صحتهما باستخدام تفاعل البلمرة المتسلسل المنقح بالترسيب المناعي (ChIP-PCR). على سبيل المثال، في الـ CAT الجين، كانت المواقع المختارة تقع عند -733 زوج قاعدي و-1259 زوج قاعدي بالنسبة لموقع بدء النسخ (TSS). ويُعد الجسم المضاد المضاد لـFOXO3a المستخدم في هذه الدراسة جسمًا مضادًا تجاريًا متوفرًا ومخصصًا لتقنية تحليل الاستخلاص المناعي للصبغي (ChIP-grade). ولضمان التخصصية، استخدم المؤلفون تحكمين سلبيين مستقلين في كل تجربة من تجارب تضخيم الحمض النووي بالبوليمراز المتسلسل بعد الاستخلاص المناعي للصبغي (ChIP-PCR):一个是 الجسم المضاد المناعي من النوع IgG، والآخر هو موقع جينومي سلبي. أُجري التحكم بواسطة النوع IgG كاستخلاص مناعي متوازٍ باستخدام الجسم المضاد غير المناعي IgG من نفس النوع. أما بالنسبة للموقع الجينومي السلبي، فقد صمّم المؤلفون زوجًا محددًا من البدائل (primers) يستهدف منطقة غير مرتبطة تمامًا ولا تحتوي على أي نمط توافقي مُتنبأ به لـFOXO3a. وقد مكّن هذا الموقع التحكّمي المؤلفين من استبعاد أي تثبيط ناتج عن تكسير عشوائي للصبغين أو تضخيم غير تخصصي عبر تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR). وتم حساب درجة التثبيط باستخدام استراتيجية تطبيع مكونة من ثلاث خطوات.
الخطوة 1: أدخل قيمة ΔCt المعيّنة، ΔCt [IP المعيّن] = Ct[IP]-(Ct[Input]-log₂(DF)) (1)
ΔCt [IgG مُعَيَّر] = Ct[IgG] - (Ct[Input] - log₂(DF)). (2)
عامل التخفيف (DF) = عامل تخفيف العينة المدخلة؛ في التجربة، كان عامل التخفيف (DF) = 10، لأنهم استخدموا عينة مدخلة بنسبة 10%.
الخطوة 2: ΔΔCt بين IP وIgG:
ΔΔCt [IP/IgG] = ΔCt [IP المُعَيَّر] - ΔCt [IgG المُعَيَّر] (3)
الخطوة 3: تضخيم الطي = 2(-ΔΔCt [IP/IgG]). (4)
التحليل الإحصائي
تعبر البيانات عن المتوسط ± الانحراف المعياري بناءً على حد أدنى من ثلاث تجارب مستقلة. أُجري التحليل الإحصائي باستخدام برنامج GraphPad Prism (الإصدار 6.0). تم تقييم مقارنة البيانات بين مجموعات متعددة تتبع التوزيع الطبيعي وتجانس التباين باستخدام تحليل التباين الأحادي الاتجاه (ANOVA)، يليه اختبار توكي اللاحق. واعتبرت الدلالة الإحصائية عند p < 0.05.