Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.

Forschungsartikel

Netzwerkpharmakologie und experimentelle Forschung zu β-Sitosterol zur Behandlung chronisch obstruktiver Lungenerkrankungen über den Glukokortikoidrezeptor

104 Aufrufe

⸱

DOI:

10.3791/72018

⸱

7. August 2026

 ,  ,  , 
1Bishan Hospital of Chongqing Medical University, Bishan Hospital of Chongqing, 2Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 3Geriatrics Department, The Second Affiliated Hospital Zhejiang University School of Medicine, 4Department of Traditional Chinese Medicine, Nanjing Yuhua Hospital

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

β-Sitosterol linderte COPD und verstärkte die Wirksamkeit von Dexamethason, wobei der Glukokortikoidrezeptor diesen Effekt vermittelte. Zusätzlich reduzierte β-Sitosterol Entzündungen, oxidativen Stress und zelluläre Altersbildung sowohl bei CSE-stimulierten Bronchialepithelzellen als auch bei durch Zigarettenrauch induzierten COPD-Mäusen.

Zusammenfassung

Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist eine häufige Atemwegserkrankung, die durch anhaltende Entzündungen, oxidativen Stress und einen fortschreitenden Rückgang der Lungenfunktion gekennzeichnet ist. Das therapeutische Potenzial von β-Sitosterol bei COPD bleibt unklar. Diese Studie hatte zum Ziel, die schützenden Wirkungen von β-Sitosterol gegen COPD zu untersuchen und dessen zugrunde liegenden Mechanismus aufzuklären. Datenbank-Screening identifizierte den Glukokortikoidrezeptor (GR) als potenzielles Ziel von β-Sitosterol. Ein von Zigarettenrauch induziertes COPD-Mausmodell und ein von Zigarettenrauch (CSE)-stimuliertes BEAS-2B-Zellmodell wurden entwickelt. Lungenfunktion, lungenschadensbezogene Marker, Entzündungen, oxidativen Stress und zelluläre Seneszenz wurden mit (RT-qPCR), DCFH-DA-Fluoreszenzsonden-Assays und Senezenz-Detektions-Kits bewertet. Auch die Effekte von β-Sitosterol allein oder in Kombination mit Dexamethason (DEX) wurden untersucht. β-Sitosterol verbesserte die Lungenfunktion signifikant, normalisierte lungenschädigungsbedingte Marker und dämpfte Entzündungen, oxidativen Stress und zelluläre Seneszenz sowohl in CSE-stimulierten BEAS-2B-Zellen als auch bei Mäusen, die mit Zigarettenrauch exponiert waren. Diese schützenden Effekte gingen mit einer erhöhten GR-Expression einher. Darüber hinaus verbesserte β-Sitosterol die Reaktionsfähigkeit auf DEX, und die kombinierte Behandlung mit β-Sitosterol und DEX führte zu größeren Verbesserungen der Lungenfunktion, der Lungenschädigungsmarker, der Entzündung, des reaktiven Sauerstoffspiegels und der zellulären Alterung als die Behandlung allein. Zusammen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass β-Sitosterol die mit COPD assoziierten pathologischen Veränderungen zumindest teilweise lindert, indem es die GR-Expression hochreguliert und die therapeutische Wirksamkeit von DEX erhöht, was dessen Potenzial als Adjuvansstrategie für die Behandlung von COPD hervorhebt.

Einleitung

Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist eine fortschreitende Atemwegserkrankung, die durch anhaltende Atemwegsentzündungen, Alveolarschäden und irreversible Luftverstopfungen gekennzeichnet ist, die die Atemfunktion beeinträchtigt und die Lebensqualität verringert1. Ihre Prävalenz steigt mit dem Alter deutlich an, und das Risiko für Personen ab 65 Jahren liegt etwa fünfmal so hoch wie bei Personen unter42 Jahren. Dieser demografische Trend steht im Zusammenhang mit erhöhter Krankheitsinzidenz, Mortalität und Behinderung3. Epidemiologische Prognosen deuten darauf hin, dass COPD bis 2030 die vierthäufigste Todesursache weltweit sein könnte und etwa 5 % aller Todesfälle ausmacht, 4,5,6. Derzeit sind die identifizierten Risikofaktoren genetische Anfälligkeit, Lungendysplasie, Feinstoffexposition, chronische Bronchitis und Atemwegsinfektionen7.

Unter den Risikofaktoren ist Zigarettenrauch der wichtigste pathogene Faktor von COPD8. Es enthält Tausende von Chemikalien, die Schäden an der Bronchiale Epithel verursachen, die Infiltration von Entzündungszellen fördern und zur Umbildung des Lungengewebesführen können. Langfristige Exposition kann eine anhaltende und irreversible Epithelverletzung auslösen, die Freisetzung einer großen Anzahl proinflammatorischer Chemokine fördern, die Produktion (ROS) signifikant steigern und Zellapoptose10 auslösen. Viele Studien haben gezeigt, dass die erhöhten Spiegel proinflammatorischer Chemokine wie Interleukin-8 (IL-8) und Tumornekrosefaktor-α (TNF-α) zusammen mit übermäßiger ROS-Produktion und zellulärer Seneszenz eng mit dem Schweregrad von COPD11,12 zusammenhängen. Dies unterstreicht die Notwendigkeit von Wirkstoffen, die diese wichtigen pathogenen Faktoren effektiv und sicher modulieren können, um schützende und therapeutische Wirkungen bei COPD auszuüben.

Phytosterole sind natürliche bioaktive Verbindungen, die allgegenwärtig in Pflanzenzellmembranen vorhanden sind. Unter ihnen ist β-Sitosterol am häufigsten vorkommend und weit verbreitet in fettreichen pflanzlichen Lebensmitteln wie Gemüse, Nüssen, Samen und Olivenöl 13,14,15,16. Studien haben bestätigt, dass die Verabreichung von β-Sitosterol in Dosierungen von bis zu 1000 mg/kg bei Ratten und Mäusen nicht mit Zytotoxizität oder Genotoxizität17 assoziiert ist. Darüber hinaus haben Forschungen gezeigt, dass β-Sitosterol antioxidative Eigenschaften durch seine Wirkung auf antioxidative Enzyme und humane Östrogenrezeptorenaufweist.

β-Sitosterol zeigt ein breites Spektrum pharmakologischer Wirkungen, darunter entzündungshemmend19, fiebersenkend20, analgetikum21 und antidiabetische Wirkung13. Sie hat auch therapeutisches Potenzial in verschiedenen Krankheitsmodellen wie Kolitis und Darmentzündung22 gezeigt und besitzt antiatherosklerotischeEigenschaften 23 sowie immunmodulatorische Eigenschaften24. Außerdem hat es ein günstiges Sicherheitsprofil. Angesichts dieser Eigenschaften hat β-Sitosterol großes Interesse als potenzieller Arzneimittelkandidat geweckt. Seine genaue Rolle und die zugrunde liegenden Mechanismen bei COPD bleiben jedoch weitgehend unklar.

Daher zielte die vorliegende Studie darauf ab, die potenziellen therapeutischen Effekte und zugrunde liegenden Mechanismen von β-Sitosterol bei COPD zu untersuchen. Konkret wurde ein von Zigarettenrauch (CSE)-induziertes BEAS-2B-Zellverletzungsmodell verwendet, um zu bewerten, ob β-Sitosterol CSE-vermittelte Zellschäden wirksam lindern und so ein neues Kandidatenmolekül für COPD-Therapiestrategien identifizieren kann.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Protokoll

Die Studie wurde gemäß den Leitlinien für Basis- und klinische Pharmakologie sowie Toxikologie für experimentelle und klinische Studiendurchgeführt. Alle Tierversuchsprotokolle wurden vom Tierethikkomitee des Zweiten Angeschlossenen Krankenhauses, Zhejiang Universität Medizinische Fakultät (Genehmigungsnr. 20230102) genehmigt, und alle Experimente wurden gemäß den Richtlinien des Tierethikausschusses durchgeführt. Die Studie wurde im Einklang mit den ARRIVE-Richtlinien durchgeführt.

Screening von Schlüsselkomponenten und Zielen mittels Netzwerkpharmakologie

Aktive Bestandteile von Fritillaria cirrhosa D. Don, Lonicera japonica Thunb., Glehnia littoralis F. Schmidt ex Miq. und Adenophora stricta Miq. wurden aus der Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database (TCMSP; abgerufen am 12. März 2024) abgerufen. Kandidaten wurden nach folgenden ADME-Kriterien getestet: orale Bioverfügbarkeit (OB) ≥ 30 %, Arzneimittelähnlichkeit (DL) ≥ 0,18 und Caco-2-Permeabilität ≥ −0,425. Verbindungen, die alle drei Kriterien erfüllten, wurden als mögliche Wirkstoffe für spätere Analysen beibehalten.

Die kanonische Simplified Molecular Input Line Entry System (SMILES)-Struktur von β-Sitosterol wurde von PubChem (abgerufen am 18. März 2024) gewonnen und in SwissTargetPrediction (Zugriff am 21. März 2024) zur Zielvorhersage importiert. Homo sapiens wurde als Zielart ausgewählt. Potenzielle Ziele wurden anhand der strukturellen 2D- und 3D-Ähnlichkeit zwischen β-Sitosterol und bekannten Liganden in der Datenbank vorhergesagt. Vorhergesagte Ziele mit einer Wahrscheinlichkeit größer als 0 wurden beibehalten und doppelte Einträge entfernt.

COPD-assoziierte Gene wurden aus der Therapeutic Target Database (TTD; abgerufen am 25. März 2024) und der Comparative Toxicogenomics Database (CTD; abgerufen am 28. März 2024) mit dem Schlüsselwort "chronisch obstruktive Lungenerkrankung" abgerufen. Nach der Entfernung duplizierter Gene wurden die COPD-assoziierten Gene mit den vorhergesagten β-Sitosterol-Zielen gekreuzt, um potenzielle Kandidatenziele zu identifizieren, die potenziell an den therapeutischen Wirkungen von β-Sitosterol gegen COPD beteiligt sind.

Molekulare Andockung von β-Sitosterol und Generativer Relativität

Die dreidimensionale Struktur von β-Sitosterol im SDF-Format wurde aus der PubChem-Datenbank abgerufen (abgerufen am 2. Juni 2026), während die Kristallstruktur des Glukokortikoidrezeptors (GR) aus der Research Collaboratory for Structural Bioinformatics Protein Data Bank (RCSB PDB; abgerufen am 3. Juni 2026) entnommen wurde. Nach der standardmäßigen Vorbereitung der Liganden- und Rezeptorstrukturen wurde das molekulare Andocken über die CB-Dock2 Online-Plattform durchgeführt (abgerufen am 3. Juni 2026). Die vorbereiteten Ligand- und Rezeptordateien wurden auf die Plattform hochgeladen, und Andockberechnungen wurden mit den Standardparametern durchgeführt.

Funktionelle Anreicherungsanalyse der Genontologie (GO) und der Kyoto-Enzyklopädie der Gene und Genome (KEGG)

Alle vorhergesagten Zielgene von β-Sitosterol wurden der funktionellen Anreicherung von GO und KEGG-Signalweg-Anreicherungsanalysen unterzogen. Anreicherungsergebnisse, darunter signifikant angereicherte biologische Prozesse, zelluläre Komponenten, molekulare Funktionen und Signalwege, wurden sortiert und in Supplementary File 1 für die spätere bioinformatische Analyse gespeichert.

Tiermodellierung und -gruppierung

Die Stichprobengröße wurde auf sechs Tiere pro Gruppe festgelegt, basierend auf einer früheren Studie, die eine a priori Power-Analyse mit G*Power-Software (α = 0,05, Leistung = 0,80) durchführte und zeigte, dass n = 6 ausreichend ist, um biologisch relevante Unterschiede unter vergleichbaren experimentellen Bedingungenzu erkennen. Männliche C57BL/6 Mäuse im Alter von 6–8 Wochen (20 ± 2 g) wurden zufällig fünf Gruppen zugeteilt: Kontrollgruppe, COPD-Modellgruppe, COPD + Dexamethason (DEX) Gruppe, COPD + β-Sitosterol Gruppe und COPD + DEX + β-Sitosterol Gruppe. Die Mäuse wurden unter standardmäßigen Laborbedingungen (25 °C, 12 Stunden Hell/Dunkel-Zyklus) untergebracht, mit freiem Zugang zu normalem Futter und Wasser, und durften sich eine Woche vor den Experimenten akklimatisieren.

Für das COPD-Modell wurden die Mäuse in eine Ganzkörper-E-Zigarettenrauch-Expositionskammer (63 cm × 55 cm × 45 cm) gesetzt und 12 Wochen lang dem üblichen Zigarettenrauch ausgesetzt. Jede Zigarette enthielt 10 mg Teer, 0,9 mg Nikotin und 10 mg Kohlenmonoxid. Die Rauchexposition erfolgte zweimal täglich (5 Tage pro Woche) um 9:30 Uhr und 15:00 Uhr, wobei Rauch aus 18 Zigaretten erzeugt wurde, die jeweils 90 Minuten proSitzung in die Kammer gebracht wurden.

Um die therapeutischen Wirkungen der Interventionen zu bewerten, wurde nach 8 Wochen Zigarettenrauchexposition die Medikamentenverabreichung eingeleitet und für die restlichen 4 Wochen fortgesetzt. Ab Woche 9 erhielten die Mäuse in den jeweiligen Behandlungsgruppen täglich intragastrische Verabreichung von DEX (1 mg/kg)28 oder β-Sitosterol (50 mg/kg)29,30 1 Stunde vor der Zigarettenrauchexposition. Frühere pharmakokinetische Studien berichteten eine orale Bioverfügbarkeit von etwa 4 % für β-Sitosterol bei Nagetieren31. Außerdem haben mehrere Mausstudien Dosen von 20 bis 50 mg/kg32 verwendet. Daher wurde eine Dosis von 50 mg/kg gewählt, um eine ausreichende systemische Exposition zu gewährleisten und dabei im üblicherweise in präklinischen Studien verwendeten Bereich zu bleiben.

Mäuse in der Kontrollgruppe waren der gefilterten Raumluft ausgesetzt, während Mäuse in der Modell- und Behandlungsgruppe ein gleichwertiges Volumen normaler Kochsalzlösung als Träger erhielten. Am Ende der experimentellen Phase wurden die Mäuse tief mit Isofluran betäubt, bis der Pedalreflex verloren ging, und durch Exblutination mittels Abdominal-Aortenblut eingeschläfert. Die Brusthöhle wurde sofort geöffnet, und intakte beidseitige Lungengewebe wurden sorgfältig entfernt, mit eiskaltem phosphatgepuffertem Kochsalzlösungslösungsmittel (PBS) abgespült und auf Eis gelegt. Für die Entnahme von bronchoalveolarer Spülflüssigkeit (BALF) wurde die Luftröhre kanuliert und mit kaltem, sterilem PBS abgespült, das sanft eingebracht und wiederholt entsorgt wurde, um die Lavageflüssigkeit zu sammeln. Lungengewebe und BALF-Proben wurden auf Eis aufbewahrt und anschließend für nachgelagerte Analysen verarbeitet.

BEAS-2B-Zellkultur

BEAS-2B menschliche bronchiale Epithelzellen wurden in Dulbeccos Modified Eagle Medium/F12 (DMEM/F12) erhalten, das 10 % fetales Rinderserum (FBS) und 1 % Penicillin/Streptomycin unter 5 % CO₂ bei 37 °C enthält.

CSE-Präparation und Beas-2B-Zellexposition

BEAS-2B-Zellen wurden mit phosphatgepufferter Kochsalzlösung gewaschen und in 24-Bohrloch-Platten in dreifacher Schicht mit einer Dichte von 5 × 104-Zellen pro Bohrloch ausgesaat. Nach 12 Stunden Kultur erreichten die Zellen etwa 60 % Konfluenz und wurden dann CSE ausgesetzt. CSE wurde wie zuvor beschrieben frisch vorbereitet, mit geringfügigen Änderungen33. Kurz darauf wurde eine ungefilterte kommerzielle Zigarette kontinuierlich verbrannt, und der übliche Rauch wurde mit einer Vakuumpumpe bei konstanter Durchflussrate von 1,05 L/min (ca. −11 kPa Unterdruck) für etwa 5 Minuten in 10 mL serumfreies Medium geblasen, bis die Zigarette vollständig verbrannt war. Die gewonnene Lösung wurde zunächst einer Vorfiltration unterzogen, um große partikelhaltige Verunreinigungen zu entfernen, und anschließend mit einem 0,22 μm sterilen mikroporösen Filter sterilisiert, um Restpartikel zu eliminieren; die resultierende Aktienlösung wurde als 100 % CSE definiert. Alle frisch vorbereiteten CSE wurden unmittelbar nach der Filtration ohne Lagerung für die Zellbehandlung verwendet. Die Zellen wurden mit einem Medium stimuliert, das 2,5 % CSE enthielt. Nach 24 Stunden CSE-Behandlung wurden die Kultursupernatanten gesammelt und bei -40 °C für die anschließende Analyse34 gelagert.

Quantitative Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (RT-qPCR)

Die Gesamt-RNA wurde aus BEAS-2B-Zellen mit einem Gesamt-RNA-Extraktionskit extrahiert und gemäß den Anweisungen des Herstellers rückwärts in cDNA transkribiert. RT-qPCR wurde anschließend mit einem Echtzeit-PCR-Detektionssystem und einem SYBR Green-basierten qPCR-Mastermix durchgeführt. Alle RT-qPCR-Experimente wurden mit drei biologischen Replikaten und drei technischen Replikaten pro Probe durchgeführt, um die Datenzuverlässigkeit sicherzustellen.

Jede qPCR-Reaktion wurde in einem Gesamtvolumen von 20 μL durchgeführt, das 10 μL SYBR Green qPCR-Mastermischung, 0,4 μL Forward Primer, 0,4 μL Reverse Primer, 2 μL verdünnte cDNA-Vorlage und 7,2 μL RNase-freies Wasser enthielt. Die Verstärkungsbedingungen waren wie folgt: erste Denaturierung bei 95 °C für 3 Minuten, gefolgt von 40 Denaturationszyklen bei 95 °C für 10 Sekunden und Glühen/Verlängerung bei 60 °C für 30 Sekunden. Die relativen Genexpressionsniveaus wurden mit der 2−ΔΔCt-Methode berechnet, wobei GAPDH als internes Referenzgen diente. Die in dieser Studie verwendeten Primer-Sequenzen sind in Ergänzungstabelle 1 aufgeführt.

Analyse intrazellulärer reaktiver Sauerstoffspezies (ROS)

Die intrazelluläre ROS-Produktion in BEAS-2B-Zellen wurde mit der fluorogenen Sonde 2′,7′-Dichlordihydrofluorescein-Diaacetat (DCFH-DA) bewertet und mittels Durchflusszytometrie analysiert. Während der Durchflusszytometrie-Erfassung wurde eine standardmäßige Vorwärtsstreuung (FSC) und Seitenstreuung (SSC) Anwendung verwendet, um Zellreste auszuschließen und intakte Einzelzellen auszuwählen. Insgesamt wurden für jede Probe 10.000 gültige zelluläre Ereignisse erfasst. Die Anregungs- und Emissionswellenlängen wurden auf 488 nm bzw. 525 nm eingestellt. Flusszytometrische Daten wurden anschließend analysiert, um die intrazelluläre ROS-Fluoreszenzintensität zu quantifizieren.

Malondialdehyd-(MDA)-Level-Bestimmung

Der intrazelluläre MDA-Gehalt wurde gemäß den Anweisungen des Herstellers mit einem Lipidperoxidations-Testkit gemessen. Kurzzeitig wurden behandelte BEAS-2B-Zellen entnommen und lysiert, dann bei niedriger Temperatur zentrifugiert, um das Supernatant zu sammeln. Anschließend wurde die kolorimetrische Reaktion der Thiobarbitursäure (TBA) durchgeführt, und die Absorptionsfähigkeit wurde bei 532 nm mit einem Mikroplattenmesser gemessen. Die relativen MDA-Werte wurden nach der Standardkurve berechnet.

Zellseneszenzbewertung

Die zelluläre Seneszenz wurde mittels eines Seneszenz-Nachweistests auf Basis der seneszenzassoziierten β-galactosidase (SA-β-gal) Aktivität untersucht. SA-β-gal-positive Zellen wurden mittels Durchflusszytometrie quantifiziert. Parallel dazu wurden die mRNA-Expressionsniveaus der seneszenzassoziierten Marker p53 und p21 durch RT-qPCR bestimmt.

Zellproliferations-Assay

Die Zellproliferation wurde mit einem kolorimetrischen Zell-Vitalitätstest untersucht. Die Absorption wurde mit 450 nm mittels eines Mikroplattenlesers gemessen.

GR Knockdown-Assay

Die Zelltransfektion wurde mit einem lipidbasierten Transfektionsreagenz durchgeführt. Folgende Oligonukleotide wurden transfektiert: Glukokortikoidrezeptor-zielende kleine interferierende RNA (si-GR) und negative kontrollierende kleine interferierende RNA (si-NC). Kandidaten-siRNA-Sequenzen, die auf GR abzielen, wurden mit der Online-Bioinformatikplattform siDirect 2.0 entwickelt. Nach der Transfektion wurden die Zellen 48 Stunden lang kultiviert, und alle siRNAs wurden bei einer Endkonzentration von 50 nM verwendet. Die Knockdown-Effizienz wurde durch Messung der GR-mRNA-Expression mittels RT-qPCR bestätigt.

Vehikelkontrollgruppen wurden sowohl in β-Sitosterol-Behandlungs- als auch in Transfektionsexperimenten einbezogen. Bei der β-Sitosterol-Intervention dienten Zellen, die ausschließlich mit Vehikellösungsmittel behandelt wurden, als Kontrollgruppe für das Vehikel (bezeichnet als CSE+0). Statistische Analysen bestätigten, dass keine signifikanten Unterschiede zwischen der Fahrzeugkontroll- und der Blankkontrollgruppe beobachtet wurden.

Statistische Analyse

Alle quantitativen Ergebnisse wurden als Mittelwert ± Standardabweichung von drei biologisch unabhängigen In-vitro-Experimenten angegeben. Statistische Analysen wurden mit Statistiksoftware durchgeführt. Der Shapiro–Wilk-Test wurde verwendet, um die Normalität der Datensatzverteilung vor statistischen Tests zu untersuchen; Die Bonferroni-Post-hoc-Korrektur wurde eingeführt, um P-Werte für mehrere Vergleiche nach Varianzanalyse (ANOVA) anzupassen. Vergleiche zwischen zwei Gruppen wurden durch einen ungepaarten Student's t-Test bewertet, während für Multigruppenvergleiche Einweg- oder Zwei-Wege-ANOVA eingesetzt wurde. Ein p-Wert ≤ 0,05 galt als statistisch signifikant.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ergebnisse

β-Sitosterol war ein potenzielles Naturprodukt zur Behandlung von COPD

Aufgrund der berichteten heilenden Wirkung von Fritillaria cirrhosa D. Don, getrockneter Blüte von Lonicera japonica Thunb., getrockneter Wurzel von Glehnia littoralis F. Schmidt ex Miq. und Adenophora stricta Miq. bei der Behandlung von Lungenerkrankungen 35,36,37,38 nutzte diese Studie die TCMSP-Datenb...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Diskussion

COPD verursacht eine erhebliche globale Krankheitslast und bleibt eine große Herausforderung für die weltweite Gesundheit1. Das aktuelle Management von COPD umfasst sowohl pharmakologische als auch nicht-pharmakologische Interventionen42. Unter den pharmakologischen Behandlungen werden Glucokortikosteroide (GCs) häufig bei chronischen entzündlichen Erkrankungen eingesetzt. Sie wirken, indem sie an die GR binden und Histondeacetylase 2 in Tr...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Offenlegungen

Die Autor(en) erklären, dass kein Interessenkonflikt vorliegt.

Danksagungen

Die Autoren haben keine Bestätigungen.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
BEAS-2B human bronchial epithelial cellsSunnCell, ChinaSC-0218Humane bronchiale Epithelzelllinie für die In-vitro-Studie
C57BL/6 MäuseVital River Laboratories, China213Tiermodell für COPD-In-vivo-Experiment
CB-DOCK2Chinahttps://cadd.labshare.cn/cb-dock2/php/index.phpfür die Molekulardock-Simulation zwischen Ligand und Rezeptorprotein
Cell Counting Kit-8 (CCK-8)Beyotime Biotechnology, ChinaC0038Erkennung der Zelllebensfähigkeit und Proliferation
CellEvent™ Senescence Green Detection KitThermo Fisher, USAC10851Erkennung der zellulären Seneszenz
ZigarettenHongta, ChinaNicht bereitgestelltZigarette zur Rauchexposition und CSE-Vorbereitung
CTDUSAhttps://ctdbase.org/zum Abrufen von COPD-bezogenen Genen
DCFH-DA-FluoreszenzsondeSigma-Aldrich, USAD6883-50MGErkennung des intrazellulären ROS-Spiegels
Dexamethason (DEX)Yeasen, China40323ES03Glukokortikoid für die kombinierte Intervention
DMEM/F12-MediumGibco, USA11330032Basismedium für BEAS-2B-Zellkultur
Fötales Kälberserum (FBS)Gibco, USA10270106Ergänzung für Zellkulturmedium
GraphPad Prism GraphPad Software, USA9.3.1Statistische Datenanalyse und Grafiken
IsofluranRWD Life Science, ChinaR510-22-10Inhalationsanästhetikum zur Tierbetäubung
Lipidperoxidation MDA Assay KitBeyotime Biotechnology, ChinaS0131SErkennung des intrazellulären Malondialdehyds (MDA)-Gehalts
Lipofectamin 2000Thermo Fisher, USA11668030Transfektionsreagenz für die siRNA-Übertragung
Multimode-MikroplattenleserThermo Fisher, USAVL0000D0Erkennung von Absorptions- und Fluoreszenzwerten
Navios EX Flow CytometerBeckman Coulter, USAB80912Analyse von ROS und seneszenten Zellen
Penicillin/StreptomycinHyClone, USASV30010Antibiotika zur Verhinderung bakterieller Kontamination
Power SYBR™ Green Master MixThermo Fisher, USA4367659Fluoreszierende quantitative PCR-Amplifikation
PrimeScript™ RT Reagenz-KitTakara, JapanRR037QReverse Transkription zur cDNA-Synthese
PubChem-DatenbankUSAhttps://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/zum Abrufen der kanonischen SMILES-Sequenz und Herunterladen von 3D-SDF-Strukturinformationen von Beta-Sitosterol
QuantStudio Dx PCR-InstrumentThermo Fisher, USA4479889Real-time RT-qPCR-Erkennung
RCSB PDBUSAhttps://www.rcsb.org/zum Abrufen der GR-Kristall-3D-Strukturdatei
RNA/Protein-Isolierungs-KitBeyotime Biotechnology, ChinaR0018STotale RNA-Extraktion aus Zell- und Lungengewebe
si-GRDesigned in silico via siDirect 2.1Benutzerdefinierte SyntheseGuide: 5′-UUUUGAAUGGGUGUAGCAA-3′; Passagier: 5′-GCUUUCACCCAUUCAAAAGG-3′, Knockdown für GR
si-NCThermo Fisher, USA4390843als negativer Transfektionskontroll für zelluläre und In-vivo-Assays
SwissTargetPrediction-DatenbankSchweizhttp://swisstargetprediction.ch/zur in-silico-Vorhersage potenzieller arzneimittelbezogener Protein-Ziele
TCMSP-DatenbankChinahttps://www.tcmsp-e.com/zur Prüfung von Kräuterzutaten und Zielvorhersage
TTDSingapurhttps://db.idrblab.net/ttd/zur Sammlung validierter COPD-assoziierter Krankheitsgene
Ganzkörper-RauchexpositionskammerTeague Enterprise, USATE-2Aufbau eines durch Zigarettenrauch induzierten COPD-Modells
β-SitosterolChemicalBook, China83-46-5Aktiver Phytosterol für die Arzneimittelbehandlung

Referenzen

  1. Christenson SA, Smith BM, Bafadhel M, Putcha N. Chronic obstructive pulmonary disease. Lancet. 2022;10342:2227-2242.
  2. Raherison C, Girodet PO. Epidemiology of COPD. Eur Respir Rev. 2009;114:213-221.
  3. Kennedy BK et al. Geroscience: linking aging to chronic disease. Cell. 2014;4:709-713.
  4. Mathers CD, Loncar D. Projections of global mortality and burden of disease from 2002 to 2030. PLoS Med. 2006;11:e442.
  5. Hanania NA, Marciniuk DD. A unified front against COPD: clinical practice guidelines from the American College of Physicians, the American College of Chest Physicians, the American Thoracic Society, and the European Respiratory Society. Chest. 2011;3:565-566.
  6. Rabe KF et al. Global strategy for the diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive pulmonary disease: GOLD executive summary. Am J Respir Crit Care Med. 2007;6:532-555.
  7. Szalontai K et al. Chronic obstructive pulmonary disease: Epidemiology, biomarkers, and paving the way to lung cancer. J Clin Med. 2021;13: 2889.
  8. Chen J et al. DNA of neutrophil extracellular traps promote NF-kappaB-dependent autoimmunity via cGAS/TLR9 in chronic obstructive pulmonary disease. Signal Transduct Target Ther. 2024;1:163.
  9. Vij N et al. Cigarette smoke-induced autophagy impairment accelerates lung aging, COPD-emphysema exacerbations and pathogenesis. Am J Physiol Cell Physiol. 2018;1:C73-C87.
  10. Zhu X et al. Cigarette smoke promotes interleukin-8 production in alveolar macrophages through the reactive oxygen species/stromal interaction molecule 1/Ca(2+) Axis. Front Physiol. 2021;12:733650.
  11. Cheng M et al. Qingke Pingchuan granules alleviate airway inflammation in COPD exacerbation by inhibiting neutrophil extracellular traps in mice. Phytomedicine. 2025;136:156283.
  12. Hikichi M, Mizumura K, Maruoka S, Gon Y. Pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) induced by cigarette smoke. J Thorac Dis. 2019;Suppl 17:S2129-S2140.
  13. Babu S, Jayaraman S. An update on beta-sitosterol: A potential herbal nutraceutical for diabetic management. Biomed Pharmacother. 2020;131:110702.
  14. Cheng Y et al. Dietary beta-sitosterol regulates serum lipid level and improves immune function, antioxidant status, and intestinal morphology in broilers. Poult Sci. 2020;3:1400-1408.
  15. Takayasu BS et al. Biological effects of an oxyphytosterol generated by beta-Sitosterol ozonization. Arch Biochem Biophys. 2020;696:108654.
  16. Awad AB, Chinnam M, Fink CS, Bradford PG. Beta-sitosterol activates Fas signaling in human breast cancer cells. Phytomedicine. 2007;11:747-754.
  17. Paniagua-Perez R et al. Genotoxic and cytotoxic studies of beta-sitosterol and pteropodine in mouse. J Biomed Biotechnol. 2005;3:242-247.
  18. Moreno JJ, Mitjavila MT. The degree of unsaturation of dietary fatty acids and the development of atherosclerosis (review). J Nutr Biochem. 2003;4:182-195.
  19. Liao PC et al. Identification of beta-Sitosterol as in vitro anti-inflammatory constituent in Moringa oleifera. J Agric Food Chem. 2018;41:10748-10759.
  20. Gupta MB et al. Anti-inflammatory and antipyretic activities of beta-sitosterol. Planta Med. 1980;2:157-163.
  21. Nirmal SA, Pal SC, Mandal SC, Patil AN. Analgesic and anti-inflammatory activity of beta-sitosterol isolated from Nyctanthes arbortristis leaves. Inflammopharmacology. 2012;4:219-224.
  22. Kim KA et al. Beta-Sitosterol attenuates high-fat diet-induced intestinal inflammation in mice by inhibiting the binding of lipopolysaccharide to toll-like receptor 4 in the NF-kappaB pathway. Mol Nutr Food Res. 2014;5:963-972.
  23. Tada H et al. Sitosterolemia, Hypercholesterolemia, and Coronary Artery Disease. J Atheroscler Thromb. 2018;9:783-789.
  24. Efsa Panel on Nutrition NF, Food A et al. A combination of beta-sitosterol and beta-sitosterol glucoside and normal function of the immune system: evaluation of a health claim pursuant to Article 13(5) of Regulation (EC) No 1924/2006. EFSA J. 2019;7:e05776.
  25. Huang J et al. Identification of the active compounds and significant pathways of yinchenhao decoction based on network pharmacology. Mol Med Rep. 2017;4:4583-4592.
  26. Ashok V et al. Evaluation of 3D-printed polylactic acid as a bone substitute: An animal study in a rat model. Clin Exp Dent Res. 2025;4:e70201.
  27. Zhang R et al. Soyasaponin I alleviates inflammation and oxidative stress in chronic obstructive pulmonary disease through inhibiting the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway. Exp Anim. 2025;4:407-418.
  28. Liu R et al. Therapeutic effects of Hedyotis diffusa Willd in a COPD mouse model challenged with LPS and smoke. Exp Ther Med. 2018;4:3385-3391.
  29. Baraya YS, Yankuzo HM, Wong KK, Yaacob NS. Strobilanthes crispus bioactive subfraction inhibits tumor progression and improves hematological and morphological parameters in mouse mammary carcinoma model. J Ethnopharmacol. 2021;267:113522.
  30. Tang X et al. Treatment with beta-sitosterol ameliorates the effects of cerebral ischemia/reperfusion injury by suppressing cholesterol overload, endoplasmic reticulum stress, and apoptosis. Neural Regen Res. 2024;3:642-649.
  31. Sylven C, Borgstrom B. Absorption and lymphatic transport of cholesterol and sitosterol in the rat. J Lipid Res. 1969;2:179-182.
  32. Jayaraman S et al. Beta-Sitosterol circumvents obesity induced inflammation and insulin resistance by down-regulating IKKbeta/NF-kappaB and JNK signaling pathway in adipocytes of type 2 diabetic rats. Molecules. 2021;7:2101.
  33. Higashi T et al. A simple and rapid method for standard preparation of gas phase extract of cigarette smoke. PLoS One. 2014;9:e107856.
  34. Carvalho JL et al. Oral feeding with probiotic Lactobacillus rhamnosus attenuates cigarette smoke-induced COPD in C57Bl/6 mice: Relevance to inflammatory markers in human bronchial epithelial cells. PLoS One. 2020;4:e0225560.
  35. Li L et al. Fritillaria cirrhosa D. Don Alleviates Inflammatory Progression and Suppresses M1 Polarization of Macrophages in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Int Arch Allergy Immunol. 2025;3:243-251.
  36. Xiong L et al. The protective effect of Lonicera japonica Thunb. against lipopolysaccharide-induced acute lung injury in mice: Modulation of inflammation, oxidative stress, and ferroptosis. J Ethnopharmacol. 2024;331:118333.
  37. Park SM et al. Adenophora stricta Root Extract Protects Lung Injury from Exposure to Particulate Matter 2.5 in Mice. Antioxidants (Basel). 2022;7:1376.
  38. Park J et al. Cytotoxic activity of C(17) polyacetylenes from the roots of Glehnia littoralis against drug-resistant colorectal and lung cancer cells. J Nat Med. 2025;2:391-398.
  39. Barnes PJ. Corticosteroid resistance in patients with asthma and chronic obstructive pulmonary disease. J Allergy Clin Immunol. 2013;3:636-645.
  40. Aviles B et al. Markers of airway remodeling in induced sputum from healthy smokers. Arch Bronconeumol. 2006;5:235-240.
  41. Chen Q et al. Resveratrol inhibits lipopolysaccharide‑induced MUC5AC expression and airway inflammation via MAPK and Nrf2 pathways in human bronchial epithelial cells and an acute inflammatory mouse model. Mol Med Rep. 2025;6:157.
  42. Singh D, Higham A, Mathioudakis AG, Beech A. Chronic obstructive pulmonary disease (COPD): Developments in pharmacological treatments. Drugs. 2025;7:911-930.
  43. Rhen T, Cidlowski JA. Antiinflammatory action of glucocorticoids--new mechanisms for old drugs. N Engl J Med. 2005;16:1711-1723.
  44. Morjaria JB, Malerba M, Polosa R. Biologic and pharmacologic therapies in clinical development for the inflammatory response in COPD. Drug Discov Today. 2010;9-10:396-405.
  45. Barnes PJ. How corticosteroids control inflammation: Quintiles Prize Lecture 2005. Br J Pharmacol. 2006;3:245-254.
  46. Barnes PJ, Adcock IM. Glucocorticoid resistance in inflammatory diseases. Lancet. 2009;9678:1905-1917.
  47. Shen HF et al. MiR-361-5p/abca1 and MiR-196-5p/arhgef12 axis involved in gamma-Sitosterol inducing dual anti-proliferative effects on bronchial epithelial cells of chronic obstructive pulmonary disease. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2021;16:2741-2753.
  48. Sun Y, Gao L, Hou W, Wu J. Beta-sitosterol alleviates inflammatory response via inhibiting the activation of ERK/p38 and NF-kappaB pathways in LPS-exposed BV2 cells. Biomed Res Int. 2020;2020:7532306.
  49. Adcock IM, Mumby S. Glucocorticoids. Handb Exp Pharmacol. 2017;237:171-196.
  50. Reddy AT, Lakshmi SP, Banno A, Reddy RC. Glucocorticoid receptor alpha mediates Roflumilast's ability to restore dexamethasone sensitivity in COPD. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2020;15:125-134.
  51. Kadushkin AG et al. The effect of glucocorticoids in combination with azithromycin or theophylline on cytokine production by NK and NKT-like blood cells of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Biomed Khim. 2021;4:352-359.
  52. Zhou L et al. Expression of glucocorticoid receptor and HDACs in airway smooth muscle cells is associated with response to steroids in COPD. Respir Res. 2024;1:227.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

MedizinAusgabe 234Ausgabe 234LeerwertAusgabeZigarettenrauchextraktBeta SitosterolDexamethason
Kontaktieren Sie uns
Der Bibliothek empfehlen

Datenschutz

Nutzungsbedingungen

Richtlinien

Urheberrecht © 2026 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten.