Alle Experimente wurden vom Institutional Review Board der Nanjing University of Chinese Medicine (Protokollcode: 202501A018) genehmigt und gemäß dem Leitfaden der National Institutes of Health (NIH) zur Pflege und Nutzung von Labortieren durchgeführt. Alle experimentellen Verfahren folgten den ARRIVE-Richtlinien.
Experimentelle Medikamente
Die YQHXD-Probenlösung enthielt 20 g Astragalus membranaceus-Wurzel , 20 g Angelica sinensis-Wurzel , 15 g Ligusticum chuanxiong-Rhizom , 6 g Stephania tetrandra-Wurzel , 15 g Chaenomeles speciosa-Frucht und 10 g gereifte Sinapis alba-Samen , mit einem Gesamtrohgewicht von 86 g pro Verschreibung. Alle Kräutermaterialien wurden gemäß der Chinesischen Artikpazya (Ausgabe 2020) vom Fachbereich Pharmazie des Ruikang-Krankenhauses, das der Guangxi-Universität für Chinesische Medizin angeschlossen ist, authentifiziert. Die YQHXD-Probenlösung wurde mit einer Wasser-Decoction-Methode hergestellt. Steriles destilliertes Wasser mit dem 8-fachen des Gesamtvolumens des Rohmedikaments wurde hinzugefügt, und die Kräuter wurden 30 Minuten lang eingeweicht, bis sie vollständig untergetaucht waren. Die Mischung wurde dann gekocht und bei niedriger Hitze 30 Minuten vor der Filtration abgekochen. Die Rückstände wurden erneut mit demselben Volumen steriles destilliertes Wasser nach demselben Verfahren extrahiert. Die Filtrate aus den beiden Extraktionen wurden kombiniert und unter reduziertem Druck mittels rotierender Verdampfung auf 55,5 ml konzentriert, um die YQHXD-Lagerlösung zu erhalten. Basierend auf dem Gesamtgewicht des Rohölarzneimittels lag die endgültige Konzentration des Roharzneimittels bei 1,55 g/mL bei einer Extraktionsausbeute von etwa 64,5 %. Die Dosierung, die experimentellen Ratten verabreicht wurde, wurde aus der klinischen Dosis für Erwachsene mittels der Normalisierung der Körperoberfläche umgerechnet. Der Umrechnungskoeffizient zwischen Menschen und Ratten betrug etwa 6,3; Daher wurde die Rattendosis (mg/kg) als menschliche Dosierung (mg/kg) × 6,3 berechnet. Die Hochdosisgruppe erhielt 15,48 g/kg/Tag als Referenzdosis, während die Mittel- und Niedrigdosisgruppen 7,74 g/kg/Tag bzw. 3,87 g/kg/Tag erhielten. Bei einem Gavagevolumen von 10 mL/kg lagen die entsprechenden Arbeitskonzentrationen bei 1,548, 0,774 und 0,387 g/mL für die Hoch-, Mittel- und Niedrigdosisgruppen. Die Grundstückslösung wurde entsprechend verdünnt, um die Zieldosierung für jede Versuchsgruppe vor der Verabreichung zu erreichen. Nach der Vorbereitung wurden die Suktione abgekühlt, unter sterilen Bedingungen aliquotiert und bis zur Nutzung bei −40 °C gelagert.
Analyse der Netzwerkpharmakologie
Vorhersage der Zielproteine des Wirkstoffs
Am 24. November 2025 wurden Wirkstoffe aus der TCMSP-Datenbank mit den Suchbegriffen "Huangqi, Angelica, Chuanxiong, Stephania, Mugua und Jiezi" abgerufen. Die Verbindungen wurden basierend auf oraler Bioverfügbarkeit (OB ≥ 30 %) und Arzneimittelähnlichkeit (DL ≥ 0,18)9 getestet. Die Begründung für diese Schwellenwerte lautet wie folgt: Die TCMSP-Datenbank integriert Verbindungen aus autoritativen Quellen wie PubChem, ChEMBL und ChemSpider und liefert ADME-bezogene Parameter, einschließlich oraler Bioverfügbarkeit. Orale Bioverfügbarkeit bezeichnet den Anteil einer oral verabreichten Dosis, der unverändert den systemischen Kreislauf erreicht, und ein hoher OB ist entscheidend, um bioaktive Moleküle zu identifizieren. Arzneimittelähnlichkeit ist ein Indikator, der verwendet wird, um die Trugfähigkeit von Verbindungen zu bewerten und deren Löslichkeit und Stabilität vorherzusagen. In dieser Studie wurde eine strengere OB-Schwelle (≥30 %), die den in der Datenbank empfohlenen Wert (≥20 %) überstieg, angewandt, um Kandidatenverbindungen mit günstigen oralen Absorptions- und pharmakokinetischen Profilen zu identifizieren. Unterdessen wurde DL verwendet, um das medikamentenähnliche Potenzial von Verbindungen zu schätzen, und ein Cutoff von DL ≥ 0,18 wurde anhand des durchschnittlichen DL-Werts in traditionellen chinesischen Arzneimitteln eingeführt. Die ausgewählten Wirkstoffe wurden im SMILES-Format aus der PubChem-Datenbank abgerufen und in die SwissTargetPrediction-Datenbank zur Zielvorhersage importiert, wobei die Spezies auf Homo sapiens gesetzt wurden. Zielproteine wurden mit offiziellen Gensymbolen standardisiert, und nur Ziele mit Wahrscheinlichkeitswerten größer als 0 wurden beibehalten, um die Zuverlässigkeit der Vorhersage zu verbessern. Verbindungen ohne vorhergesagte Ziele wurden aus der anschließenden Netzwerkanalyse ausgeschlossen. Nach dem Zusammenführen aller Ziele wurden doppelte Einträge mittels Tabellenkalkulationssoftware entfernt, um sicherzustellen, dass jedes Ziel im endgültigen Datensatz nur einmal dargestellt wurde.
Sammlung von Schlüsselzielen
Krankheitsbezogene Gene wurden aus den Datenbanken GeneCards10, OMIM11 und TTD12 mit dem Schlüsselwort "lumbale Bandscheibendegeneration" abgerufen. Die gesammelten Genziele wurden zusammengeführt und doppelte Einträge entfernt, um eine endgültige Reihe krankheitsassoziierter Ziele zu erhalten.
Potenzielle Ziele von YQHXD zur Behandlung von LDD
Die Venny 2.1.0-Plattform wurde verwendet, um die potenziellen Ziele von YQHXD in LDD zu bestimmen. Anschließend wurde ein Netzwerk erstellt, um die Assoziationen zwischen den aktiven Komponenten und ihren vorhergesagten Zielen zu zeigen. Die aktiven Kernkomponenten wurden entsprechend ihren Gradwerten im Netzwerk ausgewählt.
Netzwerkkonstruktion von Arzneimittelkomponenten und Krankheitsschnittzielen
Wirkstoffe, Zielproteine und LDD-bezogene Gene aus der TCM-Formel YQHXD wurden in die Cytoscape-Software13 importiert, um ein Arzneimittel-Komponent-Ziel-Krankheits-Netzwerkdiagramm zu erstellen.
Aufbau des PPI-Netzwerks und Identifikation der wichtigsten Kernziele
Überschneidende Ziele wurden zur Analyse an die STRING-Plattform14 übermittelt, wobei der Organismus auf Homo sapiens gesetzt wurde. Um das Protein-Protein-Interaktionsnetzwerk (PPI) aufzubauen, wurde der Interaktions-Score-Schwellenwert auf >0,4 gesetzt, getrennte Knoten versteckt und alle anderen Einstellungen als Standard belassen. Die resultierenden Daten wurden in die Software importiert, wo das NetworkAnalyzer-Tool verwendet wurde, um topologische Eigenschaften zu bewerten und Knotengrade zu berechnen. Die fünf obersten Knotenpunkte, geordnet nach Grad, wurden als Schlüsselziele identifiziert.
Anreicherungsanalyse der Kernziele
Überschneidende Ziele wurden in die DAVID-Datenbank15 für funktionelle Annotation der Genontologie (GO) und die Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) Signalweganreicherungsanalyse hochgeladen. Der Organismus-Hintergrund wurde als Homo sapiens festgelegt, wobei der Anreicherungsgrenzwert gemäß den Standard-DAVID-Parametern definiert wurde, einschließlich eines EASE-Schwellenwerts < 0,1 und eines Count-Schwellenwerts ≥ 2. Das Genuniversum basierte auf dem Standard-Ganzgenom-Hintergrund, der von DAVID bereitgestellt wurde. Mehrfache Tests wurden mit der Benjamini-Hochberg-Methode zur Kontrolle der False Discovery Rate (FDR) korrigiert, und die DAVID-Ergebnisse wurden auf dieser Grundlage angepasst. Angereicherte Wege wurden nach Zählwert in absteigender Reihenfolge geordnet. GO- und KEGG-Anreicherungsbar-Plots wurden mithilfe einer Online-Bioinformatikplattform erstellt.
Molekulare Andockung
Um Wechselwirkungen zwischen den wichtigsten aktiven Komponenten von YQHXD und den Kernzielen von LDD vorherzusagen, wurde in dieser Studie eine molekulare Andockanalyse durchgeführt. Die fünf wichtigsten Wirkstoffe, geordnet nach Netzwerktopologischen Gradwerten und Zielrelevanz, wurden als Liganden ausgewählt, während die entsprechenden Kern-Zielproteine als Rezeptoren verwendet wurden. Liganden-SDF-Dateien wurden von PubChem abgerufen, und dreidimensionale Strukturen der Zielproteine wurden aus der Protein Data Bank (PDB) heruntergeladen. Die Andockanalyse erfolgte auf der CB-Dock2-Plattform unter Verwendung des vollautomatischen Blindandockprotokolls. Nach dem Hochladen der Proteinstrukturen entfernte die Plattform automatisch Heteroatome, darunter kleine Moleküle, Ionen und Wassermoleküle, und reparierte anschließend fehlende Atome und Wasserstoffatome. Der Auto Blind Docking-Modus wurde verwendet. In diesem Modus identifiziert CB-Dock2 potenzielle Protein-Oberflächen-Bindungstaschen mit einem krümmungsbasierten Hohlraumerkennungsalgorithmus und führt anschließend Andockberechnungen mit der integrierten AutoDock VinaEngine 16 durch. Während des Andockprozesses wurden die Proteine als starre Strukturen behandelt, während die Liganden als flexibel galten, und alle Andockparameter wurden auf die Standardwerte der Plattform gesetzt. Die Andockergebnisse wurden einer dreidimensionalen Visualisierung und Interaktionsanalyse mit den integrierten Werkzeugen von CB-Dock217 unterzogen, und die Bindungsenergien wurden berechnet, um die vorhergesagten Bindungsaffinitäten zwischen den aktiven Verbindungen und Zielproteinen zu schätzen.
Molekulardynamik-Simulation
Molekulardynamische Simulationen wurden für den Zielprotein-Liganden-Komplex mit GROMACS 2022.2 durchgeführt. Das Protein wurde mit dem Amber14SB-Kraftfeld modelliert, und das Lösungsmittelsystem wurde mit dem TIP3P-Wassermodell dargestellt. Die Liganden-Atomladungen wurden mit der AM1-BCC-Methode berechnet, die in Antechamber implementiert wurde, gefolgt von der Zuweisung der GAFF2-Atomtypen. Die resultierenden Topologiedateien wurden mit ACPYPE in ein GROMACS-kompatibles Format umgewandelt. Ionenparameter, die mit dem TIP3P-Wassermodell übereinstimmen, wurden basierend auf dem Joung-Cheatham-Parametersatz zugewiesen. Der Startkomplex wurde in eine abgeschnittene dodekaedrische Simulationsbox mit mindestens 1,2 nm Abstand zwischen der Proteinoberfläche und dem Boxrand platziert. TIP3P-Wassermoleküle wurden hinzugefügt, um das System zu solvieren, und Na+- und Cl− -Ionen wurden eingeführt, um die Systemladung zu neutralisieren und die Ionenstärke auf 0,15 m zu setzen. Die Energieminimierung erfolgte mit dem steilsten Abstiegsalgorithmus, bis die maximale Kraft unter 1.000 kJ·mol−1·nm−1 lag. Das System wurde dann für 100 PS unter dem NVT-Ensemble bei 298 K und 1 Bar ausgegliglibriert. Nach dem Gleichgewicht wurde eine 100-ns-Produktionssimulation unter dem NPT-Ensemble mit einem 2-fs-Zeitschritt durchgeführt. Nicht gebundene Interaktionen wurden mit dem Verlet-Cutoff-System gehandhabt. Elektrostatische Wechselwirkungen wurden mit der Partikel-Mesh-Ewald-(PME)-Methode berechnet, und ein 1,2-nm-Cutoff wurde sowohl für van-der-Waals- als auch Coulomb-Wechselwirkungen verwendet. Wasserstoffhaltige Bindungen wurden durch den LINCS-Algorithmus eingeschränkt. Die Temperatur wurde mit dem Nosé-Hoover-Thermostat geregelt, der Druck mit dem Parrinello-Rahman-Barostat, wodurch das System bei 298 K und 1 bar gehalten wurde. Flugbahnen wurden alle 10 PS gespeichert. Strukturdynamik und intermolekulare Wechselwirkungen wurden mit integrierten GROMACS-Werkzeugen, VMD und PyMOL analysiert. Die freie Bindungsenergie wurde mit gmx_MMPBSA geschätzt, wo anwendbar.
Tierstudien
Tierhaltung
Siebzig männliche Sprague-Dawley-(SD)-Ratten im Alter von 3–8 Wochen wurden zufällig sieben Versuchsgruppen (n = 10 pro Gruppe) mithilfe computergenerierter Zufallszahlen zugeteilt, was sicherstellte, dass es keine statistisch signifikanten Unterschiede im Grundgewicht zwischen den Gruppen gab. Alle Tiere wurden unter kontrollierten Bedingungen gehalten (22 ± 1 °C, 55 ± 10 % relative Luftfeuchtigkeit, 12 Stunden Hell/Dunkel-Zyklus) mit freiem Zugang zu Futter und Wasser. Die Käfigpositionen wurden bei jedem Käfigwechsel zufällig bestimmt, um Umweltverzerrungen zu minimieren. Nach einer Woche der Akklimatisierung unterzogen sich die Ratten in den Modellgruppen einer kaudalen IVD-Punktion, um eine Degeneration auszulösen. Eine lokale Infiltrationsanästhesie mit Bupivacain wurde präoperativ verabreicht, um Schmerzen zu lindern. Die Tiere wurden während der Operation und während der gesamten postoperativen Erholung genau überwacht. Postoperative Beobachtungen umfassten die Erholungszeit, die Wiederherstellung spontaner Aktivität, die Aufnahme von Nahrung und Wasser sowie Veränderungen des Körpergewichts. Eine Woche nach der Modellaufnahme wurden zwei Ratten aus jeder Gruppe zufällig für postoperative digitale Radiographie (DR) und Hämatoxylin- und Eosin-(HE)-Färbung ausgewählt. Eine Röntgenanalyse zeigte eine verringerte Höhe der kaudalen IVD, während die HE-Färbung eine deutliche Reduktion der notochordalen Zellen des Nucleus pulposus (NP) und eine Desorganisation der Annulus fibrosus lamellarerStruktur 18 zeigte, was die erfolgreiche Modellbildung bestätigte. Acht Wochen nach der Operation wurden die Ratten durch Einatmen einer Überdosis Isofluran eingeschläfert, und Gewebe und Blutproben aus dem Schwanz wurden entnommen. Nach der vorläufigen Validierung wurden pro Gruppe drei unabhängige Stichproben verwendet, die vordefinierte Qualitätskriterien erfüllten, für die endgültigen Histologie-, ELISA-, PCR- und Western-Blot-Analysen. Histologische Schnitte wurden unter Einzelblind-Bedingungen untersucht, wobei die Objektträger nur mit Tieridentifikationsnummern beschriftet waren. Für ELISA-, PCR- und Western-Blot-Tests wurde eine verblindete Codierung während der Probenaliquotierung und Kennzeichnung angewendet, und die Testreihenfolge aller Proben wurde vor den Experimenten randomisiert. Rohdaten, einschließlich Absorptionswerte,C-t-Werte und Bandintensitäten, wurden von einem Statistiker, der nicht an experimenteller Gruppierung oder Probenverarbeitung beteiligt war, in Gruppenidentitäten entschlüsselt und anschließend von statistischem Personal analysiert. Alle statistischen Analysen wurden von Statistikern durchgeführt, die nicht an der experimentellen Gruppierung oder Stichprobenverarbeitung beteiligt waren. Alle unerwünschten Ereignisse, einschließlich Wundinfektion, Dehiszenz, Blutungen oder schwerer Lethargie, wurden sofort erfasst und bewertet. Leichte Zustände wurden streng überwacht und mit verstärkter unterstützender Betreuung. Humane Endpunkte wurden angewendet, wenn Ratten einen Körpergewichtsverlust von über 20 % des Ausgangswerts aufwiesen, starke Schmerzen, die durch Analgetika nicht gelindert wurden, Beweglichkeitsverlust, Unzugang zu Nahrung oder Wasser, Infektionen, Nekrose, andere schwere postoperative Komplikationen, Atemnot oder eine lebensbedrohliche Erkrankung aufwiesen. In solchen Fällen wurden Tiere auf humane Weise durch Einatmen einer Überdosis Isofluran eingeschläfert.
Experimentelle Modellierung
Die Ratten wurden mit eingeatmetem Isofluran betäubt und auf der Bauchlage positioniert. Die Co6/7-, Co7/8- und Co8/9-Schwanz-IVDs wurden unter röntgenfluoroskopischer Leitung positioniert. Eine 21-G-Nadel wurde vertikal in die IVD eingeführt, bis sie die gegenüberliegende Hautseite erreichte, danach wurde die Nadelspitze zur Mitte des Schwanzes zurückgezogen. Eine zweite Nadel diente als Positionsreferenz. Um eine anhaltende IVD-Degeneration zu induzieren, wurde die Nadel um 360° gedreht, 30 Sekunden an Ort und Stelle gehalten und dann entfernt. In der Sham-Gruppe betrug die Stichtiefe durch Haut und Muskel etwa 2 mm, ohne die IVD zu beschädigen. In den anderen Gruppen wurde die Nadel 5 mm in Richtung Zentrum der IVD eingeführt, wodurch Blutgefäße vermieden wurden. Nach dem Einsetzen wurde die Nadel um 360° gedreht und 30 Sekunden lang an Ort und Stelle gelassen. Die Einstichstelle wurde desinfiziert, markiert und mit sterilem Gaze geschützt. Eine Woche nach der Modellierung zeigte die Röntgenaufnahme der Schwanzwirbelsäule eine Abnahme der IVD-Höhe. Die HE-Färbung zeigte eine signifikante Reduktion der NP-notochordalen Zellen und eine Desorganisation der annularen Lamellenstruktur, was die erfolgreiche Modellbildung bestätigt. Nach erfolgreicher Modellierung erhielten die Gruppen, die TCM-Behandlungen erhielten, und die positive Kontrollgruppe (PC) die entsprechenden Dosen, die auf Basis des Körperoberflächenverhältnisses zwischen Mensch und Ratten berechnet wurden.
Gruppierung und Intervention
In diesem Experiment wurden insgesamt 70 männliche SD-Ratten im Alter von 3–8 Wochen eingesetzt und in sieben Gruppen unterteilt:
(1) Kontrollgruppe (Strg): Die Ratten in dieser Gruppe wurden zufällig gleichzeitig und unter denselben Bedingungen wie die experimentellen Gruppen zugeteilt. Sie wurden in einzelnen Käfigen in einer Tieranlage auf SPF-Niveau untergebracht, mit freiem Zugang zu Standardfutter und Trinkwasser.
(2) Sham-Gruppe: Die Ratten wurden durch Einatmen von Isofluran betäubt. Nachdem die Anästhesie hergestellt war, wurde die Schwanzhaut mit Povidon-Jod desinfiziert und die Ratten wurden in Bauchlage gelegt. Die Co6/7- und Co7/8-IVDs wurden unter röntgenfluoroskopischer Leitung lokalisiert. Die Nadel wurde etwa 2 mm durch Haut und Muskel geführt, ohne die Infusion zu verletzen. Destilliertes Wasser (10 ml/kg) wurde einmal täglich über 8 Wochen per Gavage verabreicht.
(3) Modellgruppe: Die Ratten wurden mit inhaliertem Isofluran betäubt. Nachdem die Anästhesie hergestellt war, wurde die Schwanzhaut mit Povidon-Jod desinfiziert und die Ratten wurden in Bauchlage gelegt. Unter röntgenfluoroskopischer Leitung wurden die IVDs Co6/7, Co7/8 und Co8/9 lokalisiert. Eine 21-G-Nadel wurde senkrecht in die IVD eingeführt, bis sie die gegenüberliegende Hautseite erreichte, und die Nadelspitze wurde dann zur Mitte des Schwanzes zurückgezogen.
Eine zweite Nadel wurde als Positionsreferenz verwendet. Die Nadel wurde um 360° gedreht und 30 Sekunden lang an Ort und Stelle gehalten, um eine kontinuierliche Degeneration des IVD vor der Entfernung zu induzieren. Destilliertes Wasser (10 ml/kg) wurde täglich über 8 Wochen per Gavage verabreicht, und die Genesung der Ratten wurde nach der Operation genau überwacht.
(4) PC-Gruppe: Die positive Kontrollgruppe wurde dem gleichen Modellierungsverfahren wie die Modellgruppe unterzogen und erhielt anschließend orale Gavage von Celecoxib (20 mg/kg/Tag), das als Suspension in 0,5 % Natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na) für 8 aufeinanderfolgende Wochen mit einem Gavagevolumen von 10 ml/kg Körpergewicht hergestellt wurde.
(5) YQHXD Niedrigdosisgruppe [YQHXD(L)]: Die Modellierung erfolgte wie in der Modellgruppe. Die Ratten erhielten YQHXD bei 3,87 g/kg/Tag durch Gavage für 8 Wochen, mit einem Gavagevolumen von 10 mL/kg und einer Arbeitskonzentration von 0,387 g/mL.
(6) YQHXD Mitteldosisgruppe [YQHXD(M)]: Die Modellierung wurde wie in der Modellgruppe durchgeführt. Die Ratten erhielten YQHXD mit 7,74 g/kg/Tag durch Gavage für 8 Wochen, mit einem Gavagevolumen von 10 mL/kg und einer Arbeitskonzentration von 0,774 g/mL.
(7) YQHXD Hochdosisgruppe [YQHXD(H)]: Die Modellierung wurde wie in der Modellgruppe durchgeführt. Die Ratten erhielten YQHXD mit 15,48 g/kg/Tag über 8 Wochen lang durch Gavage, mit einem Gavagevolumen von 10 mL/kg und einer Arbeitskonzentration von 1,548 g/mL.
Pathologische Veränderungen
Das Ratten-Caudal-IVD-Gewebe wurde chirurgisch isoliert, und Veränderungen im IVD und im umliegenden Muskelgewebe wurden beobachtet. Das gesammelte Gewebe wurde anschließend zu pathologischen Schnitten verarbeitet, wobei Proben in Längsschnitten für morphologische Beobachtungen vorbereitet wurden. Die Kaudalwirbel-IVD, die 96 Stunden lang in Formaldehyd fixiert war, wurde schnell mit einer entkalkenden Lösung entkalkt, durch eine graduierte Alkoholserie dehydriert und mit Xylol gereinigt. Nach dem Einbetten in Paraffin wurden 5 μm Paraffinsektionen vorbereitet. Nach der Deparaffinisierung mit Xylen und der Dehydrierung durch eine Reihe von Alkoholgradienten wurden die Schnitte mit Hämatoxylin und Eosin gefärbt. Anschließend wurden sie dehydriert, geräumt und aufgesetzt. Die Proben wurden unter einem optischen Mikroskop beobachtet, um morphologische Veränderungen in der kaudalen IVD-Struktur zwischen den Gruppen zu untersuchen. Anschließend wurde Massons trichrome Beicht durchgeführt. Die Schnitte wurden nacheinander mit Kaliumdichromatlösung und Hämatoxylin jeweils 3 Minuten gefärbt, gefolgt von einer Differenzierung mit saurem Ethanol und anschließend 10 Minuten mit Picrosirius Red gefärbt. Nach einer 10-minütigen Behandlung mit Phosphotungstsäure wurden die Schnitte 5 Minuten lang mit Toluidinblau gefärbt. Nach der Dehydrierung wurden die Schnitte mit Xylol freigegeben, montiert und unter dem Mikroskop beobachtet, um Veränderungen im kaudalen IVD zu untersuchen.
ELISA-Nachweis von Serum-Zielproteinen
Acht Wochen nach der Operation wurden die Ratten mit eingeatmetem Isofluran betäubt, und abdominales Aortenblut wurde entnommen. Die peripheren Blutproben wurden 1 Stunde bei Raumtemperatur aufbewahrt und 10 Minuten bei 1.400 × g zentrifugiert. Das Serum wurde getrennt und bis zur Anwendung bei −80 °C gelagert. Die Serumwerte von AKT1, STAT3 und Bcl-2 wurden durch einen enzymgebundenen Immunsorbent-Test (ELISA) quantifiziert. Die Tests wurden gemäß den Protokollen der Hersteller durchgeführt. Die Absorption wurde bei 450 nm gemessen, und die Konzentrationen wurden anhand der Standardkurven bestimmt. Die Detektionsbereiche für AKT1, STAT3 und BCL-2 betrugen 0,625–40 ng/mL, 31,25–1000 pg/mL bzw. 0,16–10 ng/mL, mit Empfindlichkeiten von 0,1 ng/mL, 10 pg/ml und 0,1 ng/mL. Alle Serumproben wurden ohne Verdünnung analysiert, und alle Ergebnisse fielen innerhalb der entsprechenden Standardkurvenbereiche. Alle Proben und Standards wurden doppelt geprüft, und die Normalisierung erfolgte auf Basis gleicher Serumvolumen.
PCR-Detektion von Genexpressionsniveaus
Zwischenwirbelscheibengewebe wurde von den Schwanzwirbeln der Ratten seziert, und aus jeder Probe wurden etwa 20 mg entnommen. Die Gewebe wurden in flüssigem Stickstoff zermalmt und 15 Minuten lang in 500 μL nicht-enzymatischen Lysepuffer lysiert. Anschließend wurde die gesamte RNA extrahiert, und ihre Konzentration sowie Reinheit wurden mit einem Spektrophotometer gemessen. Proben mit A260/A280-Werten von 1,8–2,0 wurden zur Analyse akzeptiert, und die RNA-Konzentrationen wurden auf 500 ng/μL angepasst. Die Reverse-Transkription erfolgte gemäß dem Protokoll des Herstellers. Quantitative PCR (qPCR) wurde auf einem Echtzeit-PCR-System durchgeführt, um die Expression von Akt1, Bcl-2 und Stat3 mRNA zu messen. Primer-Sequenzen sind in Tabelle 1 angegeben. Das PCR-Programm bestand aus einer initialen Denaturierung bei 95 °C für 30 Sekunden, gefolgt von 40 Zyklen mit 95 °C für 5 Sekunden und 60 °C für 30 Sekunden. Nach der Amplifikation wurde eine Analyse der Schmelzkurve durchgeführt, um die Produktspezifität zu überprüfen. Gapdh wurde als Referenzgen verwendet, und alle Proben wurden dreifach analysiert. Die Effizienz der Primer-Amplifikation lag bei 90 % bis 110 %. Die relative Genexpression wurde mit der 2−ΔΔCt-Methode berechnet.
Western-Blotting für Proteinexpressionsniveaus
Das Gesamtprotein wurde aus den Ratten-Kaudalscheibengeweben jeder Gruppe isoliert. Das Gewebe wurde in einem RIPA-Puffer mit Proteaseinhibitoren aufgewertet. Die Proteinkonzentration wurde mit einem BCA-Protein-Assay-Kit gemessen und auf 2 μg/μL angepasst. Gleiche Proteinmengen (15 μg pro Probe) wurden durch 10 % SDS-PAGE getrennt und mit einem konstanten Strom von 300 mA für 90 Minuten mit einem Nasstransfersystem auf Polyvinyliden-Difluoridmembranen (PVDF) übertragen. Die Membranen wurden dann mit 5 % fettfreier Milch für eine Stunde bei Zimmertemperatur blockiert und über Nacht bei 4 °C mit primären Antikörpern gegen AKT1 (1:5.000), STAT3 (1:6.000), Bcl-2 (1:1.500) und β-Aktin (1:4.000) inkubiert. Nach der TBST-Waschung wurden die Membranen mit Meerrettichperoxidase (HRP)-konjugierten sekundären Antikörpern bei einer Verdünnung von 1:5.000 für 1 Stunde bei Raumtemperatur inkubiert. Proteinbänder wurden mit einem verbesserten Chemiklumineszenz-(ECL)-Reagenz nachgewiesen, und Bilder wurden mit einem Gelbildgebungssystem unter identischen Belichtungsbedingungen aufgenommen. Die Bandintensitäten wurden mit ImageJ gemessen und auf β-Actin normalisiert, um die relative Proteinexpression zu bestimmen. Jedes Experiment wurde unabhängig von drei Exemplaren durchgeführt, wobei jede Probe von einem anderen Tier entnommen wurde.
Statistiken
Die Ergebnisse werden als Mittelwert ± Standardabweichung (SD) angegeben. Die Unterschiede zwischen den Gruppen wurden durch eine Einweg-Varianzanalyse (ANOVA) bewertet, gefolgt vom Post-hoc-Test mit dem least significant difference (LSD). Die statistische Signifikanz wurde als P < 0,05 definiert.