Cette étude a démontré que le gentiopicroside peut traiter les lésions hépatiques cholestatiques en contrôlant la production et le métabolisme des acides biliaires et des lipides et en prévenant le stress oxydatif et les réponses inflammatoires.
Article de recherche
Cette étude a démontré que le gentiopicroside peut traiter les lésions hépatiques cholestatiques en contrôlant la production et le métabolisme des acides biliaires et des lipides et en prévenant le stress oxydatif et les réponses inflammatoires.
Il a été démontré que le principal composant actif de Swertia chirayita, le gentiopicroside (GPS), protège le foie dans les cas de cholestose. Afin d’élucider le mécanisme de protection du GPS sur les lésions hépatiques cholestatiques, les cellules HepG2 ont été traitées avec de l’acide chénodésoxycholique (CDCA) pour simuler l’environnement de la cholestase in vitro, et la méthode CCK-8 a été utilisée pour déterminer l’effet protecteur du GPS sur les cellules HepG2. À l’aide d’un kit biologique, les contenus intracellulaires TBA, T-CHO, TG, ALP, ALT, AST, GSH, IL-1β, IL-6, TNF-α, SOD et MDA ont été détectés. La microscopie laser confocale a été utilisée pour confirmer le niveau de ROS. L’expression de SHP-2, Tgr5, CYP7A1 et NTCP dans les cellules HepG2 a été évaluée à l’aide de l’immunofluorescence et de l’analyse par transfert Western. Le logiciel Autodock a ensuite été utilisé pour vérifier l’amarrage moléculaire de ses principaux principes actifs. Les résultats ont démontré que le GPS a considérablement empêché les dommages causés par le CDCA aux cellules HepG2. Cet effet protecteur peut avoir été obtenu en contrôlant la production et le métabolisme des acides biliaires et des lipides dans la cellule et en prévenant le stress oxydatif et les réponses inflammatoires.
Le site métabolique du système digestif du corps est le foie. La sécrétion de bile est un mécanisme clé dans le processus de catabolisme graisseux du système hépatobiliaire. Les principaux constituants de la bile, les acides biliaires, sont libérés par les cellules hépatiques et sont cruciaux pour préserver l’équilibre du métabolisme des graisses. Pour les individus sains comme pour les cas malades, les processus physiologiques et pathologiques du foie dépendent de l’équilibre des acides biliaires libres et conjugués dans le foie. Si cet équilibre est perturbé, la circulation des acides biliaires ne fonctionnera pas normalement, ce qui peut entraîner une cholestase intrahépatique et des lésions hépatiquesultérieures1. Selon les recherches déjà menées, les lésions hépatiques cholestatiques (CLI) sont une affection liée à des troubles métaboliques, à un déséquilibre du microbiote intestinal et à une nécrose des cellules hépatiques2. Elle est provoquée par une obstruction de l’écoulement de la bile et l’accumulation d’acides biliaires dans les cellules hépatiques pour l’ICM. Les cas graves d’ICM peuvent évoluer vers une cirrhose du foie, une fibrose hépatique et une insuffisance hépatique3. À l’heure actuelle, le mécanisme sous-jacent à l’ICM est encore quelque peu flou et complexe, et la majorité des patients reçoivent une faible efficacité du traitement médicamenteux4 ainsi que des effets secondaires importants5. Par conséquent, l’un des problèmes les plus pressants auxquels la communauté médicale est confrontée aujourd’hui est la recherche de médicaments efficaces contre l’ICM.
Les recherches actuelles ont démontré l’importance de quelques récepteurs nucléaires dans le métabolisme des acides biliaires6. Parmi ceux-ci, le récepteur des acides biliaires est un récepteur régulateur crucial des acides biliaires qui peut se lier aux AB et activer la protéine tyrosine phosphatase (SHP)7. D’autre part, une accumulation excessive de BA dans les hépatocytes qui entraîne une cholestase inhiberait négativement le récepteur SHP et activerait le récepteur CYP7A1 (cytochrome P450 7A1), ce qui conduira à la production d’acide biliaire8. De plus, il a empêché le récepteur des acides biliaires TGR5 couplé aux protéines G de sécréter des BA et a stimulé le récepteur du polypeptide de cotransport du taurocholate de sodium (NTCP) pour transporter les BA. Il provoque l’accumulation d’acides biliaires dans les cellules du foie, ce qui endommage le foie9. Par conséquent, des recherches supplémentaires sur ce mécanisme pourraient faire la lumière sur des options de traitement de l’ICM plus viables.
Avec une longue histoire d’utilisation en médecine, Swertia chirayita est une médecine traditionnelle tibétaine chinoise. Il est considéré comme le meilleur Tida et est fréquemment utilisé par les habitants pour traiter les affections de la vésicule biliaire et du foie. Il est fréquemment utilisé pour traiter les calculs biliaires, la cholécystite, la cirrhose, l’hépatite et d’autres maladies du foie11. Des recherches récentes ont révélé que certains composants chimiques iridoïdes de Swertia, ainsi que ses ingrédients actifs, ont un bon effet thérapeutique sur les maladies du foie telles que la fibrose hépatique et les lésions hépatiques aiguës 12,13,14. Les ingrédients actifs de Swertia chirayita soulagent les maladies du foie en réduisant l’inflammation15 et ses propriétés antioxydantes16. Nos recherches préliminaires ont démontré que la formule composée de la médecine tibétaine avec Swertia chirayita comme ingrédient principal présente un effet thérapeutique favorable sur l’ICM, suggérant que Swertia chirayita a un potentiel en tant que traitement pour l’ICM17. Le principal ingrédient actif extrait et purifié de Swertia chirayita est le GPS (Gentiopicroside)18, qui a un certain nombre d’actions pharmacologiques, telles que la protection du foie19, la régulation du métabolisme du glucose20, l’amélioration du microbiome intestinal21 et des propriétés antitumorales22. Des recherches antérieures ont démontré que le GPS améliore les lésions hépatiques dans les conditions cholestatiques et diminue la cholestase intrahépatique en régulant à la hausse l’expression des transporteurs d’acides biliaires23,24. De même, des recherches menées in vivo et in vitro ont démontré que le GPS peut réduire les dommages au foie en améliorant le métabolisme des lipides, en réduisant l’inflammation et enréduisant le stress oxydatif.
Les cellules HepG2 sont fréquemment utilisées dans les études in vitro des maladies du foie car elles présentent une activité enzymatique métabolique des hépatocytes27. Pendant ce temps, les hépatocytes peuvent sécréter plus de bile lorsqu’ils sont exposés à l’une des quatre formes d’acides biliaires libres, qui comprennent le CDCA28. Par conséquent, le CDCA peut être utilisé pour créer un modèle cellulaire de lésions hépatiques cholestatiques et imiter l’environnement cholestatique in vitro. Étant donné que les lésions hépatocytaires induites par les CDCA sont médiées de manière critique par le stress oxydatif et les voies inflammatoires, et compte tenu des effets anti-oxydatifs et anti-inflammatoires documentés des GPS dans d’autres contextes hépatiques26, nous émettons l’hypothèse que les GPS peuvent conférer une protection contre les lésions hépatiques cholestatiques en atténuant la cytotoxicité induite par les CDCA dans les cellules HepG2. Ce travail a étudié l’effet protecteur du GPS sur l’ICM et son mécanisme moléculaire à l’aide d’un modèle de dommages induits par le CDCA aux cellules HepG2.
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Culture cellulaire et traitement
Les cellules HepG2 et les supports MEM ont été achetés auprès d’un vendeur commercial. Les cellules HepG2 ont été cultivées dans un milieu MEM complété par 10 % de FBS, 1 % de pénicilline à 100 U/mL et 100 U/mL de streptomycine, à 37 °C et 5 % de CO2 dans l’atmosphère. Après l’adhésion cellulaire, les milieux de culture ont été changés. Les cellules ont été cultivées selon un rapport de 1:3 après 2-3 jours, et elles ont été utilisées dans l’expérience une fois que la culture cellulaire a atteint une confluence de 80 %.
Essai de viabilité cellulaire
Le jour 1, les cellules ont été ensemencées à raison de 2 x 104 cellules HepG2 (2 x 105 cellules/mL, 100 μL par puits) dans une plaque de 96 puits en six répétitions29. Le jour 2, après 24 h d’inoculation, les cellules ont été traitées avec du CDCA à différentes concentrations de CDCA (0, 20, 40, 60, 80, 100 μM) pendant 12 h. La viabilité cellulaire a été détectée par la méthode CCK-8. Après 24 h d’ensemencement initial, les cellules ont été traitées avec du CDCA à différentes concentrations de GPS (0, 25, 50, 100, 200, 400 et 800 μM) pendant 24 h. Au jour 3, la viabilité cellulaire a été détectée par la méthode CCK-8. Le jour 4, 2 x 104 cellules HepG2 (2 x 105 cellules/mL, 100 μL par puits) ont été ensemencées dans une plaque de 96 puits en six répétitions pendant 24 h. Le 5e jour, les cellules sont séparées en six groupes : Contrôle, Modèle, Acide ursodésoxycholique (UDCA) et GPS : 25 μM, 50 μM et 100 μM. À l’exclusion du groupe témoin, une solution de CDCA de 60 μM a été ajoutée à tous les groupes pendant 12 h. Ensuite, la solution UDCA (60 μM) et la solution GPS (25 μM, 50 μM et 100 μM) ont été ajoutées pendant 24 h, à l’UDCA et aux 3 groupes GPS, respectivement. Au jour 6, la viabilité cellulaire a été détectée par la méthode CCK-8.
Dosage des cytokines
Selon la littérature rapportée, les kits TNF-α, IL-6 et IL-1β ont été utilisés pour détecter les niveaux de facteurs inflammatoires dans les cellules HepG2 après différents traitements30. Après 24 h d’intervention CDCA ou CDCA+GPS, jeter le milieu de culture et le rincer au PBS. Centrifuger la suspension cellulaire à 69 x g pendant 10 min, jeter le surnageant et prélever le précipité cellulaire. Ajouter la solution de PBS et homogénéiser dans des conditions de bain d’eau glacée pour préparer les homogénats cellulaires. Après une centrifugation de 10 minutes à 10 005 x g et 4 °C, le surnageant a été éliminé et la technique BCA a été utilisée pour mesurer la protéine totale dans le contenu cellulaire. Selon les instructions du fabricant, les niveaux de TNF-α, d’IL-6 et d’IL-1β dans le surnageant cellulaire ont été déterminés par ELISA. L’absorbance a été mesurée à 450 nm à l’aide d’un lecteur de microplaques multifonctionnel.
Détection de TBA, TG et T-CHO
Les tests TBA, TG et T-CHO ont été utilisés conformément aux instructions de la trousse pour identifier le métabolisme des acides biliaires et des lipides des cellules HepG231. TBA, TG et T-CHO ont été achetés dans le commerce. Après que les précipités cellulaires aient été brisés par ultrasons dans un bain d’eau glacée, l’homogénat cellulaire a été préparé en ajoutant du lysat RIPA pendant 30 min. L’absorbance a été mesurée à 450 nm à l’aide d’un lecteur de microplaques multifonctionnel. Après l’ajout de solutions de travail BCA dans chaque puits et l’homogénéisation des cellules, l’absorbance a été mesurée à 562 nm à l’aide d’un enzymoleter, et la période d’incubation était de 30 min. L’absorbance du produit standard a été utilisée pour construire la courbe standard, et la formule suivante a été utilisée pour obtenir la valeur d’absorbance :
Teneur en TBA (μmol/gprot) = (Unéchantillon Ablanc)/(Unblanc standard-A)×CÉtalonnage/Cpr
T-CHO, teneur en TG (mmol/gprot) = (Unéchantillon àblanc A )/(A àblanc standard-A)×Cà partir d’un blanc/Cpr
Évaluation de la fonction hépatique
La fonction hépatique a été évaluée à l’aide de l’ALT, de l’ASAT et de l’ALP. ALT, AST et ALP ont été achetés dans le commerce. Après deux cycles de nettoyage du tampon PBS sur les cellules collectées, les cellules ont été centrifugées pendant 10 min à 69 x g, le surnageant a été éliminé, les cellules ont été précipitées, un tampon PBS a été ajouté et l’homogénat a été créé par broyage par ultrasons dans un bain d’eau glacée. Les trous d’essai et de contrôle ont ensuite été définis. La table d’opération a été suivie pendant l’ajout du réactif, en secouant et en mélangeant doucement la plaque de trous, et en la laissant reposer à température ambiante pendant 15 min. La valeur de diamètre extérieur de chaque trou a été déterminée à l’aide d’un enzymoleter d’une longueur d’onde de 505 nm. La valeur absolue de la DO a ensuite été saisie dans la courbe standard et une analyse quantitative supplémentaire a été effectuée à l’aide de la formule.
Détermination des activités SOD, MDA, GSH
L’activité SOD, la teneur en MDD et la teneur en GSH ont été évaluées conformément aux instructions du fabricant, respectivement. SOD, MDA et GSH ont été achetés dans le commerce. Pour le dire brièvement, une plaque à six puits a été utilisée pour inoculer les cellules. Après le traitement, les cellules ont subi un prétraitement (collecte et rupture) conformément aux instructions expérimentales du kit. Les solutions de travail appropriées ont ensuite été versées sur la plaque de détection de la cellule après que les trous blancs, les trous standard et les trous de mesure aient été configurés conformément aux étapes de fonctionnement des instructions. Par la suite, les cellules sont cultivées à la température et à la durée mentionnées dans les instructions du kit. Un kit de détection des BCA a ensuite été utilisé pour quantifier la teneur en protéines. En fin de compte, l’absorbance a été déterminée à la longueur d’onde appropriée, et une analyse quantitative plus approfondie de l’indice de stress oxydatif a été effectuée.
Détection de changements dans les ROS dans les cellules HepG2 à l’aide de la sonde DCFH-DA
Une culture de routine pour la numération cellulaire a été effectuée. Des cellules HepG2 d’une densité de 1 x 105 cellules/mL ont été inoculées dans des boîtes à fond de verre à raison de 1,5 mL chacune, puis cultivées selon la méthode ci-dessus. Après la culture, le milieu a été jeté et les cellules ont été lavées avec du PBS. Le DCFH-DA a été dilué à une concentration de 1:1000, ajouté à 1,5 mL de diluant par puits et incubé pendant 20 min. Après l’incubation, les cellules ont été rincées 3 fois avec une solution de culture de base MEM. Ensuite, 100 μL de support de montage anti-décoloration avec DAPI ont été ajoutés à chaque plat. Un microscope confocal à fluorescence a été utilisé pour visualiser et prendre des images à 488 nm pour l’excitation et à 525 nm pour l’émission32.
Imagerie par immunofluorescence
Les cellules ont été lavées 3 fois avec un tampon PBS après l’incubation. Après avoir été fixées pendant 30 minutes avec 4 % de paraformaldéhyde, les cellules ont été nettoyées à l’aide d’un tampon PBS sur une table vibrante. Le diluant a été ajouté, puis réfrigéré à 4 °C à l’abri de la lumière pendant la nuit. Ensuite, les cellules ont été recouvertes d’un diluant fluorescent et incubées à l’abri de la lumière pendant 1 h à 37 °C. Après l’incubation, les cellules ont été lavées trois fois avec un tampon PBS. Après une fixation avec du paraformaldéhyde à 4 % pendant 30 min, les cellules ont été rincées avec un tampon PBS sur un agitateur rotatif. Par la suite, 150 μL de diluant d’anticorps primaires ont été ajoutés et incubés pendant une nuit à 4 °C dans des conditions protégées de la lumière. Le diluant primaire de l’anticorps a été récupéré, suivi de l’ajout d’un volume adéquat de tampon PBS et de l’agitation pendant 5 min ; Cette procédure de lavage a été répétée trois fois. Chaque boîte a ensuite reçu 150 μL de diluant d’anticorps secondaires fluorescent et a été incubée à 37 °C pendant 1 h dans un incubateur protégé de la lumière. Un volume approprié de tampon PBS a été ajouté à chaque plat et lavé sur un agitateur rotatif pendant 8 min, répété pendant trois cycles. Enfin, les cellules ont été recouvertes d’une quantité suffisante de solution de coloration DAPI pendant 10 min, montées avec un support de montage anti-évanouissement et imagées à l’aide d’un système d’imagerie à super-résolution33.
Analyse par transfert Western
Après divers traitements, la protéine entière des cellules HepG2 a été extraite à l’aide du lysat RIPA, et la concentration en protéines a été déterminée à l’aide de la technique BCA. Après avoir isolé la protéine cible à l’aide de 10 % de SDS-PAGE, elle a été transférée sur une membrane PVDF de 0,45 μm. Après cela, la membrane a été scellée pendant 1,5 h à 25 °C avec 5 % de BSA. Les anticorps primaires dirigés contre SHP-2 (1:1000), le CYP7A1 (1:1000), le Tgr5 (1:1000), le NTCP (1:1000) et la β-actine (1:1000) ont été incubés pendant la nuit à 4 °C. Ensuite, la membrane a été incubée avec un anticorps secondaire d’immunoglobuline G anti-lapin de chèvre (1:10000) conjugué à de la peroxydase de raifort pendant 2 h à 25 °C. Les bandes recouvertes de peroxydase ont ensuite été observées à l’aide d’une solution chimiluminescente ECL à ultra-haute sensibilité, et des photos ont été prises à l’aide d’un système d’imagerie34.
Amarrage moléculaire
Comme indiqué, le processus d’amarrage moléculaire a été effectué selon les procédures suivantes35. La structure du médicament small molecule.mol2 a été téléchargée à partir de la plateforme ChemicalBook, et la structure de la protéine ligand .sdf a été téléchargée à partir des plateformes Uniprot et RCSBPDB. Le ligand et les molécules d’eau ont été éliminés par le logiciel Pymol, et la protéine du ligand a été importée dans le logiciel AutoDock pour l’hydrogénation et la détection. La sortie finale est au format .pdbqt. L’analyse du boîtier d’accueil, RunAutoGrid, RunAutoDock et AutoDock Tools ont été effectuées dans le logiciel AutoDock, et l’énergie de liaison minimale de chaque groupe de résultats d’amarrage a été enregistrée. La conformation avec l’énergie de liaison libre la plus faible de chaque groupe a été sélectionnée, et sa conformation ligand-récepteur a été visualisée par le logiciel Pymol.
Analyse statistique
Les données susmentionnées ont été triées statistiquement à l’aide de GraphPad Prism 9.2, et tous les résultats expérimentaux ont été rapportés en moyenne ± en ET. Afin de comparer statistiquement les données entre les groupes, l’ANOVA à un facteur a été utilisée. La différence entre les deux groupes a été jugée significative lorsquep < 0,05.
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Ce travail est soutenu par la Fondation des sciences naturelles de la province du Sichuan (2024NSFSC0697), le projet de fonds d’innovation conjoint de l’Université de médecine traditionnelle chinoise de Chengdu (LH202402015).
Contribution de l’auteur :
Caitong Wu : Méthodologie, analyse formelle, conservation des données, rédaction de l’ébauche originale, rédaction et édition. Yang Xiao : Conceptualisation, enquête, visualisation et validation. Fuhan Fan : Validation et édition. Zhangli Lei, Xianhua Zhou et Xianli Meng : Édition et traduction. Yong Zeng, Hou Ya et Peng Shen : Conceptualisation, méthodologie, validation, enquête, révision et correction du projet, et supervision.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| ALP | Institut de bio-ingénierie Nanjing Jiancheng | A059-2-2 | |
| ALT | Institut de bio-ingénierie Nanjing Jiancheng | C009-2-1 | |
| AST | Institut de bio-ingénierie Nanjing Jiancheng | C010-2-1 | |
| BCA | Boster Biological Technology Co., Ltd | AR0146 | |
| CDCA | Chengdu Medesheng Technology Co., Ltd | 474-25-9 | |
| kit de comptage cellulaire-8 | Boster Biological Technology Co., Ltd | AR1160-500 | |
| Cytochrome P450 7A1 Anticorps | Abmart Shanghai Co., Ltd. | ||
| DAPI | Beyotime Biotechnology | C1005 | |
| DMSO | Boster Biological Technology Co., Ltd | PYG0040 | |
| IgG anti-lapin de chèvre (H& L) | Chengdu Zen-Bioscience Co., Ltd. | ||
| Chèvre Anti-Lapin IgG AF488 | Abmart Shanghai Co., Ltd. | ||
| GPS | Chengdu Medesheng Technology Co., Ltd | RP210717 | |
| GSH | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | A006-2-1 | |
| Cellules HepG2 | Procell Life Science & Technology Co., Ltd | CL-0103 | |
| HRP Chèvre Anti-Lapin IgG | Wuhan ; ABclonal ; Biotechnology Co., Ltd. | AS014 | |
| IL-1&beta ; | Elabscience Biotechnology Co., Ltd | E-EL-H0149c | |
| IL-6 | Elabscience Biotechnology Co., Ltd | E-EL-H6156 | |
| MDA | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | A003-1-2 | |
| MEM base moyenne | Procell Life Science & Technology Co., Ltd | PM150410 | |
| PBS | Boster Biological Technology Co., Ltd | PYG0021 | |
| tampon de transfert rapide (20× ;) | NCM Biotech | WB4600 | |
| RIPA | Boster Biological Technology Co., Ltd | BL651A | |
| ROS | Beyotime Biotechnology | S0033S | |
| SHP2 Rabbit pAb | Wuhan ; ABclonal ; Biotechnology Co., Ltd. | A12486 | |
| SLC10A1 Anticorps | Abmart Shanghai Co., Ltd. | ||
| SOD | Institut de bio-ingénierie Nanjing Jiancheng | A001-3-1 | |
| TBA | Institut de bio-ingénierie Nanjing Jiancheng | E003-2-1 | |
| T-CHO | Institut de bio-ingénierie Nanjing Jiancheng | A111-1-1 | |
| TG | bio-ingénierie Nanjing Jiancheng | A110-1-1 | |
| TGR5 Anticorps polyclonal | ImmunoWay Biotechnology Company | YT4636 | |
| TNF-&alpha ; | Elabscience Biotechnology Co., Ltd | E-EL-H0109c | |
| Solution de trypsine (0,25 %) | Yeasen Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd | 40126ES60 | |
| UDCA | Chengdu Lemetian Medical Technology Co., Ltd | DSTDX007601 | |
| &beta ;-Actin Rabbit | mAb Wuhan ; ABclonal ; Biotechnology Co., Ltd. | AC026 |
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