פרוטוקול המחקר נבדק ואושר על ידי ועדת האתיקה לניסויים בבעלי חיים של אוניברסיטת היילונג-ג'יאנג לרפואה סינית (אישור #2023021101). כל הניסויים בבעלי חיים נערכו בהתאם להנחיות ARRIVE (מחקר בבעלי חיים: דיווח על ניסויים In Vivo) והנחיות לאומיות ומוסדיות רלוונטיות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה. מכיוון שמחקר זה כלל ניסויים בבעלי חיים, הסכמה מדעת לא הייתה ישימה. כל הליכי גידול בעלי החיים וקצירת הפרווה הקפידו על התקנות הטכניות הסיניות לניהול גידול חיות בר. המחקר אושר על ידי ועדת האתיקה לניסויים בבעלי חיים של אוניברסיטת היילונג-ג'יאנג לרפואה סינית, סין (אישור #2023021101).
הכנת דגימת מרה של שועל כחול
המשאב של מרה של שועל כחול מסופק בטבלת החומרים. בסך הכל 30 שועלים כחולים (Vulpes lagopus) הומתו בהמתת חסד באמצעות שוק חשמלי, ולאחר מכן קצירת פרוות ואיסוף כיס המרה. כיס המרה של השועל הכחול הוא בצורת אליפסה, עם חלק עליון צר וחלק תחתון נפוח. פני השטח החיצוניים שלו חומים כהים עם קפלים גלויים, וקרום הקפסולה דק. המרה נשאבה מיד באמצעות מזרק חד פעמי סטרילי של 1 מ"ל ונראתה בצבע שחור כהה או ירוק כהה. לאחר מכן כיס המרה יובש בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 48 שעות כדי לקבל אבקת מרה מיובשת של שועל כחול (איור 1). אבקת המרה שהתקבלה הציגה גוון צהוב-חום עם מרקם מבריק ופריך. התשואה הממוצעת של אבקת מרה מיובשת לכיס המרה הייתה כ-0.82 ±-0.30 גרם. להכנת דגימה, 250 מ"ג של אבקת מרה מיובשת משועל כחול (כמתואר לעיל) או דוב (ראה טבלת חומרים) הומסו ב-1 מ"ל של 70% מתנול בדרגת כרומטוגרפיה. התמיסה עברה סוניקציה אולטרסאונדית (40 קילו-הרץ, 300 וואט), סוננה דרך ממברנה של 0.22 מיקרומטר, דוללה לנפח סופי של 50 מ"ל (כלומר, ל-5 מ"ג/מ"ל), ודוללה עוד יותר לריכוז עבודה של 0.5 מ"ג/מ"ל לניתוח שלאחר מכן. זרימת העבודה הניסויית הכוללת מסוכמת באיור משלים 1.
במחקר זה, טווח המינון של אבקת מרה שועל כחול ששימשה לניסויים בבעלי חיים היה 5-10 גרם/ק"ג בהתבסס על הערכות רעילות קודמות ומחקרים פרמקולוגיים, ללא תופעות לוואי משמעותיות בריכוזים אלה14,15. במהלך הכנת אבקת המרה, כיס המרה יובש בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 48 שעות; עם זאת, זמן הייבוש עשוי להשתנות בהתאם ללחות המקומית ולנפח הדגימה, ולכן יש לבדוק את תכולת הלחות כדי להבטיח התייבשות מלאה. לצורך המסה, ריכוז של 5 מ"ג/מ"ל במתנול בדרגת כרומטוגרפיה היה אופטימלי עבור ניתוחי HPLC ו-UPLC-Q-TOF-MS; פירוק לא שלם או שאריות חלקיקים עלולים להשפיע על הדיוק האנליטי, ולדרוש סוניקציה או סינון נוספים. מגבלה ידועה היא השונות בהרכב המרה עקב הבדלים פיזיולוגיים עונתיים, תזונתיים ואינדיבידואליים בין שועלים כחולים, מה שעלול להשפיע על השפע היחסי של תרכובות פעילות כגון TUDCA ו-UDCA16. לכן, אימות אצווה על ידי פרופיל כרומטוגרפי מומלץ לפני שימוש פרמקולוגי כדי להבטיח פרופילי רכיבים עקביים.
ניתוח פרמקולוגי ברשת
ההרכב הכימי של מרה של שועל כחול נותח באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים (ראה טבלת חומרים) וכרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים במיוחד יחד עם ספקטרומטריית מסה של זמן טיסה מרובע (UPLC-Q-TOF-MS). HPLC בוצע באמצעות עמודת SB-C18 (4.6 מ"מ x 150 מ"מ, 5 מיקרומטר) עם פאזה ניידת המורכבת מ-0.03 M נתרן דימימן פוספט (pH מותאם ל-4.4 באמצעות חומצה זרחתית) כשלב A ומתנול (ראה טבלת חומרים) כשלב B (טבלה 1). אורך גל הזיהוי נקבע על 210 ננומטר, עם קצב זרימת פאזה נייד של 1.0 מ"ל לדקה, וטמפרטורת העמודה הייתה 40 מעלות צלזיוס. נפח ההזרקה היה 10 מיקרוליטר. ניתוח UPLC-Q-TOF/MS נערך באמצעות עמודת UPLCTM HSS T3 (ראה טבלת חומרים). השלב הנייד כלל תמיסה מימית של אצטוניטריל (A)-0.1% חומצה פורמית (B; ראה טבלת חומרים). תוכנית שיפוע השיפוע הייתה כדלקמן: 0-25.0 דקות, 98%-2% A, ו-25.0-28.0 דקות, 2%-2% A בקצב זרימה של 4 מ"ל/דקה. טמפרטורת העמוד נשמרה על 35 מעלות צלזיוס. ספקטרומטריית מסה בוצעה באמצעות מקור יינון אלקטרו-ספריי (ESI) עם הפרמטרים הבאים: קצב זרימת גז ממס של 650 ליטר לשעה, טמפרטורת גז ממס של 350 מעלות צלזיוס, קצב זרימת גז חרוט של 50 ליטר לשעה, טמפרטורת מקור יונים של 120 מעלות צלזיוס, מתח נימי של 2.8 קילו וולט (מצב יונים חיובי) ו-2.0 קילו וולט (מצב יונים שליליים), מתח חרוט של 25 וולט, ואנרגיית התנגשות של 6 וולט. ספקטרום נאסף כל 0.2 שניות במרווח של 0.02 שניות. לאוצין-אנקפלין (ראה טבלת חומרים; [M+H]+=556.2771) שימש כתמיסת כיול הייחוס בריכוז של 40 fmol/μL וקצב זרימה של 15 μL/min17.
ניתוח הרכב כימי וחיזוי מטרות
המרכיבים הפעילים של מרה של שועל כחול זוהו באמצעות HPLC ו-UPLC-Q-TOF/MS, עם חומצה אורוכולית ונתרן טאורורוסודאוקסיכולאט (ראה טבלת חומרים) כתקנים פנימיים18. נוסחאות מבניות של התרכובות שזוהו אוחזרו ממסד הנתונים של PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/). כדי לחקור מטרות ביו-אקטיביות פוטנציאליות, הרכיבים הפעילים של מרה של שועל כחול נשאלו במסד הנתונים של PharmMapper (http://www.lilab-ecust.cn/pharmmapper/) כדי לזהות מטרות גנים קשורות.
באמצעות פגיעה בכבד אלכוהולי ופגיעה בכבד הנגרמת על ידי אלכוהול כמילות מפתח, גנים הקשורים למחלה התקבלו ממאגרי הנתונים GeneCards (https://www.genecards.org/) ו-OMIM (https://omim.org/). במסד הנתונים של GeneCards, המטרות סוננו על פי ציון הרלוונטיות, עם סף שנקבע על ≥-20. חתך אמפירי נפוץ זה מבטיח איזון בין רגישות לספציפיות, תוך שמירה על רוב הגנים הרלוונטיים הפוטנציאליים (זיכרון גבוה) תוך סינון גנים קרובים או רועשים (דיוק גבוה). לעומת זאת, לא הוחל סינון נוסף במסד הנתונים של OMM, מכיוון שהוא לוכד מטרות עם ראיות גנטיות חזקות, ובכך משלים את ציוני הרלוונטיות החישובית של GeneCards. נתוני היעד שהושגו מוזגו ושוכפלו כדי לזהות מטרות הקשורות ל-ALD. מטרות החומר הפעיל ויעדי המחלה הושוו באמצעות Venny 2.1.0 (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html) להדמיה. הצמתים זוהו כמטרות פוטנציאליות למרה של שועל כחול נגד ALD ויובאו למסד הנתונים של STRING (http://version10.string-db.org/). במסד הנתונים של STRING, רשת האינטראקציה נבנתה עם פרמטרי ברירת המחדל (ציון ביטחון בינוני ≥ 0.4), וצמתים חופשיים הוסתרו כדי לשפר את בהירות ההדמיה. צמתים חופשיים הוסתרו כדי ליצור את דיאגרמת הרשת של אינטראקציית חלבון-חלבון (PPI), שהומחשה באמצעות תוכנת Cytoscape (גרסה 3.9.1). הניתוח הטופולוגי בוצע לחישוב ערכי מעלות, וששת היעדים עם ערכי הדרגה הגבוהים ביותר זוהו באמצעות מסד הנתונים להערות, הדמיה וגילוי משולב (DAVID, https://david.ncifcrf.gov/) עם סף מובהקות של p < 0.05. מסד הנתונים של אנציקלופדיית קיוטו לגנים וגנומים (KEGG) שימש לניתוח העשרת מסלול.
עגינה מולקולרית
עגינה מולקולרית בוצעה כדי להעריך את האינטראקציות בין חלבוני המטרה המרכזיים לבין הרכיבים הביו-אקטיביים של מרה של שועל כחול. המבנים התלת-ממדיים של חלבוני המטרה המרכזיים אוחזרו ממאגר נתוני החלבונים של מעבדת המחקר לביואינפורמטיקה מבנית (RCSB) (https://www.rcsb.org/), והמבנים של רכיבי המרה התקבלו ממסד הנתונים של PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/). סימולציות עגינה נערכו באמצעות תוכנת סביבת הפעלה מולקולרית (MOE) (גרסה 2022.02). עבור AKT1, הורד מבנה הגביש (PDB ID: 4EKL), והעיבוד המקדים ב-MOE כלל הסרה של מולקולות מים וליגנדים מקוריים, הוספת מימן עם פרוטונציה ב-pH פיזיולוגי (7.0) ומזעור אנרגיה. מבני ליגנד (TUDCA, UDCA, TCDCA, TCA ובילירובין) נאספו מ-PubChem והאנרגיה ממוזערת לפני העגינה. במהלך תהליך העגינה, נוצרו קונפורמציות ליגנד מרובות, וכל קונפורמציה הוכנסה לכיס הקישור של הקולטן בכיוונים מרחביים שונים. העגינה בוצעה באמצעות פרוטוקול Induced Fit, עם London dG למיקום ראשוני ו-Affinity dG כפונקציית הניקוד. שלושים קונפורמציות נוצרו עבור כל ליגנד, והתנוחות הסופיות שוכללו על ידי אופטימיזציה של שדה הכוח. כל שאר הפרמטרים הוגדרו לברירות מחדל של MOE ללא כוונון עדין נוסף. הזיקה בין כל קונפורמציה של ליגנד לקולטן הוערכה באמצעות פונקציית הניקוד של התוכנה. תוצאות העגינה הוערכו על ידי קשירת אנרגיה חופשית, כאשר קונפורמציה של אנרגיה שלילית ביותר בצביר הגדול ביותר נבחרה כמצב הקישור המייצג. מצב הכריכה עם הזיקה החזקה ביותר והקונפורמציה האופטימלית נבחר להדמיה. ערכי זיקה מתחת ל-4.25 קק"ל/מול מצביעים על קשירת ליגנד-מטרה, ערכים מתחת ל-5.0 קק"ל/מול מצביעים על קשירה בינונית, וערכים מתחת ל-7.0 קק"ל/מול מצביעים על זיקה חזקה של קשירה 19.
דגמי עכבר של ALD
למחקר זה נרכשו 30 עכברי קונמינג ספציפיים נטולי פתוגנים (SPF) (18-22 גרם, בני 6-8 שבועות, 15 זכרים, 15 נקבות). בעלי החיים שוכנו בתנאים מבוקרים בטמפרטורה של 25 ±-2 מעלות צלזיוס עם לחות יחסית של 60% ±-10%, עם גישה אד-ליביטום למזון ולמים. לפני הניסוי, העכברים התאקלמו במשך שבוע אחד.
מודל ALD הוקם כדלקמן. תמיסת אתנול של 70% v/v הוכנה על ידי מדידת 70.21 מ"ל של אתנול נטול מים לבקבוק נפחי והוספת מים טהורים במיוחד לנפח סופי של 100 מ"ל. התמיסה ערבבה עם מערבל מגנטי למשך דקה אחת והניחה לעמוד במשך 5 דקות עד שלא נצפתה הפרדת פאזה. המינון היה 2 מ"ל/ק"ג משקל גוף, שניתן פעם ביום במשך 7 ימים רצופים. בבוקר היום השביעי, 4 שעות לאחר הבדיקה האחרונה, נאספו דגימות דם ורקמות כבד להמשך ניתוח. הקמת המודל אושרה על ידי הערכת אינדיקטורים אופייניים לפגיעה בכבד. נמדדו רמות אלנין אמינוטרנספראז (ALT), אספרטט אמינוטרנספראז (AST), כולסטרול כולל (T-CHO) ומאלונדיאלדהיד (MDA) בסרום. בנוסף, רקמות הכבד עברו בדיקה היסטופתולוגית באמצעות צביעת המטוקסילין ואאוזין (H&E) כדי להעריך מורפולוגיה של הפטוציטים, ואקואוליזציה ציטופלזמית, נמק וחדירת תאים דלקתיים. העכברים חולקו באופן אקראי לחמש קבוצות (n=6 לקבוצה): קבוצת ביקורת ריקה קיבלה 2 מ"ל/ק"ג מים מזוקקים; קבוצת המודל קיבלה 2 מ"ל/ק"ג 70% אתנול ללא טיפול; קבוצת ביקורת חיובית קיבלה טבליות מגן על הכבד במינון של 0.4 גרם/ק"ג (ראה טבלת חומרים); קבוצת אבקת מרה של שועל כחול במינון גבוה קיבלה 10 גרם לק"ג אבקת מרה של שועל כחול; קבוצת אבקת מרה של שועל כחול במינון נמוך קיבלה 5 גרם לק"ג אבקת מרה של שועל כחול. כל הקבוצות מלבד הביקורת הריקה קיבלו דרך הפה 70% אתנול (2 מ"ל/ק"ג) פעם ביום במשך 7 ימים רצופים כדי לגרום לפגיעה אלכוהולית בכבד. ביום 7, 4 שעות לאחר מתן אתנול, ניתנו הטיפולים המתאימים (טבליות מגן על הכבד או אבקת מרה של שועל כחול), ונערכו ניסויים עוקבים. קבוצת הביקורת הריקה קיבלה מים מזוקקים לאורך כל הניסוי.
מדידת טרנסאמינזות בסרום (ALT ו-AST) וערכת כולסטרול כוללת (T-CHO)
דגימות הדם עברו צנטריפוגה ב-1,000 x גרם למשך 15 דקות ב-4 מעלות צלזיוס כדי לקבל סרום. הדגימות אוחסנו בטמפרטורה של -20 מעלות צלזיוס עד לניתוח. ערכות מסחריות שימשו למדידת רמות ALT, AST ו-T-CHO (ראה טבלת חומרים) בהתאם להוראות היצרן.
ניטור משקל גוף
לאחר 7 ימים רצופים של מתן אתנול, ניתנו טיפולים ביום השביעי, וניסויים נערכו 4 שעות לאחר מינון הבוקר. משקל הגוף נרשם פעמיים ביום במהלך תקופת התצפית. משקל גוף ללא צום נמדד באמצעות איזון אנליטי אלקטרוני בימים 1, 2, 3, 5, 7, 10 ו-14 לאחר מתן השירות.
עיבוד דגימות רקמות
ביום ה-14 לאחר מתן המשקל נרשמו משקל הגוף וצריכת המזון שנותרה. לאחר מכן צמו בעלי החיים אחר הצהריים עם גישה חופשית למים. למחרת (לאחר תקופת צום של 12-16 שעות) נמדד משקל הגוף בצום לפני המתת חסד על ידי פריקת צוואר הרחם. בדיקות פתולוגיות מקרוסקופיות בוצעו כדי להעריך שינויים מורפולוגיים באיברים עיקריים, כולל אך לא רק הלב, הכבד, הטחול, הריאות, הכליות, בלוטות יותרת הכליה, המוח, הקיבה, המעיים, האשכים, הערמונית, השחלות והרחם. דגימות רקמה מהלב, הכבד, הטחול, הריאות, הכליות, הקיבה והמעיים נאספו באופן אקראי מקבוצת הביקורת הריקה (CN) ומקבוצת המרה של השועל הכחול במינון נמוך (LH), מקובעות ב-4% פרפורמלדהיד, משובצות בפרפין, נחתכות ומוכתמות בהמטוקסילין ואאוזין (H&E) להערכה היסטופתולוגית. קטעי רקמה נבדקו וצולמו במיקרוסקופ.
צביעת H&E
דגימות כבד נקבעו עם 4% פרפורמלדהיד בתמיסת מלח עם פוספט (PBS), משובצים בפרפין וחתכו. החלקים עברו דה-פרפיניזציה בקסילן I ו-II, התייבשו בריכוזי אתנול יורדים (100%, 95%, 85% ו-75%), ונשטפו במים, התמיינו, נשטפו שוב וכחולים באמצעות תמיסת הכחול. לאחר השטיפה, חלקים יובשו ב-85% ו-95% אתנול למשך 5 דקות כל אחד, נצבעו באאוזין למשך 5 דקות, ויובשו באתנול נטול מים I, II ו-III (5 דקות כל אחד). לבסוף, החלקים נוקו בקסילן I ו-II (5 דקות כל אחד) והורכבו עם מסטיק ניטרלי. התמונות צולמו באמצעות מיקרוסקופ אור (פי 100).
קביעת מלונדיאלדהיד (MDA) ברקמות הכבד
דגימות הכבד הומוגניות ב-9 נפחים של מי מלח פיזיולוגיים באמצעות מטחנת רקמות. ההומוגנאט צנטריפוגה ב-700 x גרם למשך 10 דקות ב-4 מעלות צלזיוס. בדיקת מד"א בוצעה על הסופרנטנט באמצעות ערכה מסחרית (ראה טבלת חומרים) בהתאם להוראות היצרן.
ניתוח סטטיסטי
הנתונים מוצגים כאמצעים ± סטיות תקן (SDs). השוואות קבוצתיות בוצעו באמצעות ניתוח שונות (ANOVA) ואחריו מבחן פוסט הוק של ההבדל הכי פחות מובהק (LSD). ערכי p דו-צדדיים <0.05 נחשבו מובהקים סטטיסטית.