本研究探讨了肉桂醛(CA)对奥沙利铂(OXA)诱导的大鼠背根神经节(DRG)细胞损伤的保护作用。通过网络药理学分析及实验验证,揭示其潜在机制涉及抑制JAK2/STAT3信号通路以及激活SLC7A11-GSH-GPX4通路。
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本研究探讨了肉桂醛(CA)对奥沙利铂(OXA)诱导的大鼠背根神经节(DRG)细胞损伤的保护作用。通过网络药理学分析及实验验证,揭示其潜在机制涉及抑制JAK2/STAT3信号通路以及激活SLC7A11-GSH-GPX4通路。
本研究探讨肉桂醛(CA)对奥沙利铂(OXA)诱导的大鼠背根神经节(DRG)细胞损伤的保护作用。通过传统中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)、基于整合药理学的中药网络计算研究平台(TCMIP)以及PharmMapper平台,分析CA的药理活性,并鉴定其潜在作用靶点及其代谢产物的靶点。采用CCK-8法测定药物最佳浓度,利用丙二醛(MDA)检测评估脂质过氧化水平。通过检测细胞内Fe²⁺水平2+ 使用荧光探针定量活性氧(ROS)。检测了咖啡酸(CA)对奥沙利铂(OXA)处理的背根神经节(DRG)细胞中p-STAT3、XCT和GPX4等蛋白表达水平的影响 通过 免疫印迹。网络药理学分析鉴定了14个重叠靶点 "CA-神经病理性疼痛(NP)-铁死亡"实验结果表明,经 4.0 µmol/L CA 处理 24 小时后效果最佳,可显著降低 MDA 和 Fe2+,以及DRG细胞中的ROS水平(P < 0.05)。此外,CA处理下调了JAK2、STAT3、p-STAT3、TFRC、ErbB-1和核因子-κB(NF-κB)的表达(P < 0.05),同时上调XCT、GPX4和FTH1的表达(P < 0.05)。这些发现表明,CA通过抑制JAK2/STAT3信号通路并激活SLC7A11-GSH-GPX4轴,减轻OXA对DRG细胞的损伤。
近年来,铁死亡作为一种非凋亡性细胞死亡方式,已被证实参与多种化疗药物诱导的组织损伤。铁死亡的核心机制是铁依赖性脂质过氧化产物的累积1。顺铂神经毒性机制的研究表明,该药物可通过多种途径诱导神经元发生铁死亡,而这一过程与神经毒性的发生发展直接相关。具体而言,顺铂可抑制谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)的活性。作为铁死亡中的关键"刹车分子",GPX4失活后无法清除脂质氢过氧化物(L-OOH),从而导致神经元细胞膜发生氧化损伤2。同时,奥沙利铂可通过芬顿反应促进神经细胞内铁死亡的发生,并加剧活性氧(ROS)的生成,进一步放大铁死亡级联反应3。这些证据提示,靶向调控神经元变性过程可能是缓解奥沙利铂神经毒性的潜在策略。
奥沙利铂(OXA)是一种广泛用于结直肠癌治疗的第三代铂类化疗药物,具有显著的抗肿瘤疗效,但常伴随明显的神经毒性。长期使用常导致奥沙利铂诱导的神经病理性疼痛(OINP),其发生率高达60%4,临床特征表现为机械性异常性疼痛、热痛觉过敏和冷超敏5。尽管该不良反应十分常见,目前对OINP的治疗策略仍不充分,严重影响患者的生活质量。因此,阐明OINP的分子机制并发现新的治疗靶点,仍是当前研究的关键方向
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注意:该细胞系源自大鼠细胞系。
1. 网络药理学分析
注意:链接可在材料表中找到。
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网络药理学与分子对接
CA 潜在靶点的识别:在对 CA 药理活性的综合研究中,通过系统梳理相关文献,精心筛选出 60 个潜在靶点。为进一步拓展分析范围,通过 TCMSP 数据库鉴定出另外 12 个与 CA 相关的潜在靶点。为提高准确性和全面性,采用 SwissTargetPrediction 平台的高级预测功能,进一步获得 1 个潜在靶点。在整合所有数据来源并进行严格去重后,最终确定了 60 个唯一的 CA 潜在靶点,为后续研究奠定了基础(表 1)。
疾病潜在靶点的鉴定:从 GeneCards 和 TTD 数据库中检索到与“NP”相关的潜在靶点,分别获得 1516 个和 13 个与 NP 相关的靶点。经过整合并去除重复项后,共鉴定出 1516 个独特的 NP 潜在靶点。此外,通过 GeneCards 搜索“ferroptosis”(铁死亡),鉴定出 3317 个“相关性评分”≥ 中位数阈值的潜在靶点。
“CA-NP-铁死亡”交集靶点的鉴定:在“CA”、.......
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铁死亡是一种新近发现的细胞死亡方式,其特征是细胞内铁离子过度积累和脂质过氧化。形态学上,铁死亡表现为线粒体皱缩、嵴结构减少或消失以及膜密度增加,而细胞膜和细胞核形态不受影响26。从机制上看,铁死亡由谷胱甘肽(GSH)耗竭和GPX4活性受损所驱动,导致无法通过GPX4催化的谷胱甘肽还原酶反应代谢脂质过氧化物。via 亚铁离子可催化脂质氧化,产生活性氧(ROS),而铁依赖性诱导剂则通过多种途径靶向GPX4,导致ROS在细胞内积聚。由于细胞内抗氧化系统能力有限,ROS过载会损伤细胞结构,最终引发细胞死亡2,从而触发铁死亡27。越来越多的证据表明,铁死亡与神经系统疾病之间存在密切关联。Millie 等人报道,GSH可防止铂类药物在脊髓背根神经节中的蓄积,发挥神经保护作用,在缓解外周神经病变中具有关键作用28。因此,激活SLC7A11-GSH-GPX4轴以减少ROS积聚并抑制铁死亡,可能有助于防止铂类药物在背根神经节中的蓄积,减轻神经损伤。.......
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不存在需要披露的经济利益冲突
我们衷心感谢医院及其各部门提供的优越条件,使我们得以取得这些成果。同时,我们也向多年来实验室众多成员的不懈努力和宝贵贡献表示诚挚谢意。每一位参与者的辛勤工作都是我们成功不可或缺的一部分,未来我们将继续携手并进,推动医学领域的进步。本研究得到中国国家自然科学基金(82104838)、中国促进基金会启明星计划(XH-D001)、辽宁省重点研发计划项目(2024JH2/102500062)和辽宁省自然科学基金(2025-MSLH-490)的资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 甘氨酸 | Biofroxx | 1275KG001 | |
| Tris碱 | Biofrooxx | 1115KG001 | |
| 0.5 M Tris-HCl 缓冲液(pH 6.8) | 伯乐(Bio-Rad) | 1610799 | |
| 1 M Tris-HCl (pH 7.5) | Beyotime | ST775 | |
| 1.5 M Tris-HCl 缓冲液(pH 8.8) | 伯乐(Biorad) | 1610798 | |
| APS | Beyotime | ST005 | |
| 基础电泳电源 | BIO-RAD | PowerPac Basic | |
| BCA 蛋白定量试剂盒 | Beyotime | P0012 | |
| β-肌动蛋白重组抗体 | Huabio | 81115-1-RR | |
| 二氧化碳培养箱 | 赛默飞世尔科技 | 150L | |
| CCK-8 检测试剂盒 | Apexbio | K1018 | |
| 细胞活性与细胞毒性检测试剂盒 | Beyotime | C2015M | |
| 肉桂醛(CA) | Macklin | C805134 | 纯度 98% |
| 脱色摇床 | Kylin-Bell | TS-100 | |
| DMEM(杜尔贝科改良伊格尔培养基) | 基础培养基 | L110KJ | |
| DMSO | Sigma | D2650 | |
| 背根神经节(DRG) | Fuheng Bio | FH165 | 序列号:20211227-1 |
| DRG完全培养基 | Fuheng Bio | FH-DRG | |
| ECL化学发光溶液 | Thermo | 34580 | |
| ErbB-1 | Proteintech | 06-847 | 1:2000 |
| 胎儿 牛 血清 | Macklin | FO193 | |
| 亚铁离子检测试剂 - FerroOrange | Dojindo | F374 | |
| FTH1 | 细胞信号技术 | 4393S | 1:1000 |
| 凝胶成像系统 | BIO-RAD | ChemiDoc Touch | |
| Hanks' 平衡盐溶液(HBSS) | Solarbio | H1025 | |
| 高速冷冻离心机 | Eppendorf | 5804R | |
| Hoechst 33342 活细胞染色液 | Beyotime | C1028 | |
| 免疫组织化学试剂盒 | Biosharp | BS-24-PB | |
| 倒置荧光显微镜系统 | Leica | Leica Dmi 8 | |
| JAK2 重组兔单克隆抗体 [SY0245] | Huabio | ET1607-35 | 1:2000 |
| 实验室倒置相差显微镜 | Leica | Leica Dmi 1 | |
| 低速离心机 | Eppendorf | 5804 | |
| MDA 内容检测试剂盒 | Sangon | D799762 | |
| 酶标仪 | 日出 | TECAN | |
| 多功能微孔板读板仪 | BMG | LABTECH PHERAstar FS | |
| NF-κB p65 多克隆抗体 | Proteintech | 10745-1-AP | 1:1000 |
| 多聚甲醛 | Macklin | P804536 | |
| 丽春红染色液 | Beyotime | P0022 | |
| 蛋白 Marker | 赛默飞世尔科技 | 26617 | |
| P-STAT3(Ser727) | 细胞信号技术公司 | 9134S | 1:1000 |
| P-STAT3(Tyr705) | 细胞信号技术公司 | 9145S | 1:2000 |
| 重组抗谷胱甘肽过氧化物酶4抗体[EPNCIR144] | abcam | ab125066 | 1:1000 |
| 重组抗-XCT 抗体 [EPR27115-64] | abcam | ab307601 | 1:1000 |
| ROS检测试剂盒 | Dojindo | R252 | |
| SDS-PAGE蛋白质上样缓冲液(6X) | Beyotime | P0289 | |
| 脱脂奶粉 | Biosharp | BS102-500g | |
| 十二烷基硫酸钠 SDS | Biofrooxx | 3250GR500 | |
| STAT3 (F-2) | Santa Cruz | Sc-8019 | 1:200 |
| TEMED | Solarbio | T8090 | |
| TFRC | Invitrogen | 13-6800 | 0.5 µg/mL |
| Tween 80 | Selleck | S6702 | |
| 超净工作台 | 高密度脂蛋白 | DL-CJ-2NDI | |
| 直立显微镜 | Olympus | CX 31 | |
| 垂直电泳 | BIO-RAD | Mini Protean Tetra | |
| 湿转印槽 | BIO-RAD | 小型转印印迹系统 | |
| α微管蛋白 | α微管蛋白 | ER130905 | |
| GraphPad Prism | 统计分析 | ||
| ImageJ 软件 | 获取蛋白印迹的灰度值 |
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