מחקר זה נבדק ואושר על ידי ועדת האתיקה לבעלי חיים של בית החולים הידידות סין-יפן (מס' אישור: zryhyy21-22-08-10) ונערך בהתאם להנחיות מוסדיות לטיפול ושימוש אתי בבעלי חיים במעבדה.
חיזוי וסינון של מטרות הקשורות ל-TFRD ו-GA
המרכיבים הכימיים של Rhizoma Drynariae נאספו ממאגר הנתונים והניתוח של מערכות הרפואה הסינית המסורתית (TCMSP) תוך שימוש במונח החיפוש "Rhizoma Drynariae" כמונח חיפוש29. הסקר לרכיבים ביואקטיביים פוטנציאליים בוצע בהתבסס על קריטריונים של זמינות ביולוגית דרך הפה (OB) ≥ 30% ודמיון תרופתי (DL) ≥ 0.18, 30,31,32. מתוך מאגר התרכובות שנוצר, זוהו ונבחרו רכיבי פלבונואידים בהתאם למבנם הכימי. רכיבי פלבונואידים אלו, שייקראו להלן הפלבנואידים הכוללים של Rhizoma Drynariae (TFRD), שולבו בניתוח במורד הזרם. לאחר שליפת הגנים המטרה הקשורים ל-TFRD ממאגר הנתונים של TCMSP, סמלי הגנים הסטנדרטיים המתאימים שלהם סומנו באמצעות מאגר UniProt33. באמצעות מונח חיפוש "גאוט", נאספו מטרות הקשורות למחלות ממאגר GeneCards כדי לקבוע סט גנים מועמדים34.
הקמת רשת מטרה מורכבת
הצטלבות בין מטרות הקשורות ל-TFRD ל-GA זוהתה והוגדרה כמטרות הטיפוליות המרכזיות המתווכות את השפעות האנטי-GA של TFRD, והסט החופף הוצג באמצעות דיאגרמת ון. בנוסף, נבנתה ונותחה רשת רגולטורית של "TFRD - יעדים - GA" באמצעות תוכנת Cytoscape35.
רשת אינטראקציה בין חלבון לחלבון
היעדים הטיפוליים המרכזיים של TFRD נגד GA יובאו למאגר נתונים מקוון ליצירת רשת אינטראקציה בין חלבון לחלבון (PPI), כאשר ציון האינטראקציה המינימלי הנדרש מוגדר ל"ביטחון גבוה (0.700)"36. רשת ה-PPI אופטימיזציה באמצעות תוכנת Cytoscape, ו-30 היעדים המרכזיים המובילים בדירוג מרכזיות נבחרו ליצירת גרף בר37,38.
ניתוח העשרת מסלולי KEGG
ניתוח העשרת מסלולי KEGG בוצע על מטרות הליבה הללו באמצעות תוכנת R ומסד הנתונים Bioconductor38,39. מסלולים עם ערך p < 0.05 נחשבו מובהקים סטטיסטית. לאחר שהוצא מסלולים הקשורים למחלה ולמטבוליזם, הוצגה ב-Cytoscape רשת אינטראקציה בין מסלול למטרה (Cytoscape). מבין המסלולים הללו, 20 המסלולים המובילים המדורגים לפי ערך P עולה הוצגו בגרף בר.
הכנת תרופות
להכנת תליית גביש מונוסודיום אוראט (MSU), נשקלו 500 מ"ג גבישי MSU באמצעות איזון אנליטי, פוזרו ב-10 מ"ל תמלח רגיל ו-2 מ"ל Tween 80, וחוממו תוך ערבוב מגנטי. התערובת הותאמה לנפח סופי של 20 מ"ל עם מלח רגיל לקבלת מתלה של 25 מ"ג/מ"ל. לאחר האוטוקלב, המתלה נשמר בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס עד לשימוש. המינון הקליני הנפוץ ל-TFRD הוא 750 מ"ג ליום למבוגר במשקל 70 ק"ג, המקביל למינון של 67.5 מ"ג למשקל גוף ביום. TFRD הומס במים מזוקקים בריכוז של 6.75 מ"ג/מ"ל ואוחסן בטמפרטורה של 4°C לשימוש מאוחר יותר. לפי שיטת נרמול שטח הגוף, המינון המקביל של קולכיצין (התרופה החיובית) בחולדות שהומרו מהמינון הקליני האנושי (0.6 מ"ג/60 ק"ג) הוא 0.062 מ"ג/ק"ג. תמיסת קולכיצין הוכנה במים מזוקקים בריכוז של 0.0062 מ"ג/מ"ל ואוחסן בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס לשימוש מאוחר יותר.
בעלי חיים
בסך הכול שימשו במחקר זה 36 זכרים בני שישה שבועות מסוג Sprague–Dawley (SD) (220 ± 10 גרם) (רישיון בעלי חיים מס' SCXK [ג'ינג] 2025-0008). בעלי החיים אוחסנו במרכז בעלי החיים המעבדה של בית החולים הידידות סין-יפן בתנאי תזונה סטנדרטיים בטמפרטורה של 22–24 מעלות צלזיוס ולחות של 50–70%.
הקמת המודל והתערבות
לאחר שבוע של הסתגלות, חולקו העכברים באקראי לארבע קבוצות (n = 9 כל אחת): ביקורת, מודל, TFRD ותרופה חיובית. האקראיות בוצעה באמצעות טבלת מספרים אקראית. איסוף וניתוח הנתונים בוצעו בתנאים עיוורים. כל הטיפולים ניתנו פעם ביום באמצעות גאווג' אוראלי. כל ההתערבויות בוצעו פעם אחת ביום באמצעות מרווח אוראלי בשעה 08:00 במשך שבעה ימים רצופים. קבוצות הביקורת והמודלים קיבלו תמיסת מלח תקינה (10 מ"ל/ק"ג), בעוד שקבוצות התרופות ה-TFRD והחיוביות קיבלו תסמיני תרופה בנפח שווה ערך (10 מ"ל/ק"ג). ביום הרביעי של ההתערבויות, קבוצת הביקורת הריקה קיבלה הזרקה תוך-מפרקית של מי מלח סטריליים נורמליים, בעוד שחולדות במודל, TFRD, וקבוצות התרופות החיוביות קיבלו הזרקה של גביש MSU כדי לגרום לדלקת מפרקים חריפה עם שיגדון. לפני ההזרקה, חולדות הורדמו באמצעות מערכת הרדמה איזופלורנית. כל עכברוש במודל, TFRD, וקבוצות התרופות החיוביות קיבלו 200 מיקרולטר של תליון MSU לחלל מפרק הקרסול השמאלי. לאחר משיכת המחט, הופעל לחץ עדין באתר ההזרקה עם מטלית כותנה סטרילית למשך מספר שניות כדי למנוע דליפה.
איסוף ועיבוד דגימות
72 שעות לאחר השראת המודל, החולדות הורדמו והונחו על הגב. לאחר חיטוי הבטן, נפתח חלל הפריטונאלי, והמעיים נמשכו בעדינות כדי לחשוף את האאורטה הבטנית. מחט איסוף דם הוכנסה במקביל לכלי הדם כדי לשאוב דם באאורטה בטנית, שהועבר מיד לצינורות הפאריניים שהוקררו מראש באמבט מים קרים. הדגימות צנטריפוגה ב-3000 × גרם למשך 10 דקות בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס לקבלת סרום, שנלקח ואוחסן בטמפרטורה של מינוס 80 מעלות צלזיוס לפרופיל מטבולומי נוסף. בעלי חיים הושמתו לאחר מכן באמצעות חנק CO₂. הפרווה סביב מפרק הקרסול השמאלי גולחה, והעור והשרירים הסובבים הוסרו בזהירות כדי לחשוף את מבנה המפרק השלם. רקמת סינוביאלית, שהופיעה כממברנה לבנה דקה המרפדת את קפסולת המפרק, בודדה בעדינות מהפאשיה הסמוכה באמצעות מלקחיים דקים. דגימות המפרקים שנאספו נקבעו ב-4% פרפורמלדהיד בטמפרטורה של 4°C למשך 72 שעות. לאחר מכן, חלק מרקמת המפרק עבר דה-קלציפיקציה בתמיסת דקאלציפיקציה EDTA, כאשר התמיסה רעננה שבועית למשך 8 שבועות. דקלציפיקציה מלאה אושרה באמצעות בדיקת דקירה במחט: אם נתקלה התנגדות, הדקלציפיקציה נמשכה עד שהרקמה הייתה חדירה לחלוטין.
לאחר דה-קלציפיקציה, מפרקי הקרסול חולקו סגיטית, הונחו בקלטות עיבוד ונחשפו לייבוש אתנול בגרדיאנט. הרקמות נוקו בקסילן, חודרו בפרפין, והוטמעו בבלוקים של פרפין. חתכים בעובי 6 מיקרון נחתכו באמצעות מיקרוטום אוטומטי, צפו על אמבט מים בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס, והותקנו על מחסניות דבק. לאחר ייבוש בטמפרטורה של 60 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, החלקים עברו דה-פרפין, צובעו בהמטוקסילין ואאוזין (H&E) לפי הפרוטוקולים הסטנדרטיים, ולבסוף כוסו בבלסם ניטרלי. תמונות שקופיות שלמות צולמו באמצעות סורק שקופיות דיגיטלי.
ניתוח מטבולומיקה של הסרום
דגימות סרום מהמודל ומקבוצות ה-TFRD הופשרו בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס לפני העיבוד. לכל דגימה, 100 מיקרוליטר סרום הועברו לצינור מיקרוצנטריפוגה ושולבו עם 400 מיקרוליטר של ממס חילוץ מקורר מראש (מתנול: אצטוניטריל, 1:1, v/v) המכיל תקנים פנימיים. התערובת עברה מערבולת למשך דקה אחת, ואחריה סוניקציה באמבט מים קרים למשך 10 דקות. לאחר מכן הוא דוגר בטמפרטורה של מינוס 40°C למשך שעה אחת כדי להקל על שקיעת חלבון, ולאחר מכן צנטריפוגה ב-12,000 × גרם למשך 15 דקות בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס. הסופרנטנט שהושג לאחר הצנטריפוגה נאסף בקפידה והועבר לבקבוקי אוטודמפלר לניתוח UHPLC–MS. בנוסף, נפחים שווים של סופרנטנט מכל דגימה באותה קבוצה אוחדו ליצירת דגימות בקרת איכות (QC).
לאחר זיהוי מטבוליטים בדגימות סרום משתי הקבוצות, נתוני ספקטרומטריית המסה הגולמיים עובדו על ידי תוכנה ייעודית לזיהוי, חילוץ, יישור ואינטגרציה אוטומטית של פסגות, מה שיצר מטריצת נתונים מובנית של תכונות ספקטרליות של יונים. המאפיינים הספקטרליים שזוהו הותאמו לספריות ספקטרליות מבוססות של מטבולומיקה, כדי לזהות מטבוליטים שמקורם ב-TFRD שנכנסו למחזור מערכתי. תכונות לא מזוהות ואלו המכילים ערכים חסרים יותר הוסרו ממאגר הנתונים. מערך הנתונים שנבחר עבר מחדש אינדוקס ומובנה לפורמטסטנדרטי 40.
הביטוי הדיפרנציאלי של מטבוליטים בין שתי הקבוצות הוערך על ידי חישוב הן שינוי הקיפול (FC, המובע כיחס בין קבוצות) והן מובהקות סטטיסטית (ערך p). מטבוליטים העומדים בסף של |log₂FC| ≥ 1 ו-P < 0.05 הוגדרו כמטבוליטים מבוטאים באופן שונה (DEMs). תוצאות הסינון סוכמו ויזואלית באמצעות שיטות כמו גרפים של הרי געש. המטבוליטים הדיפרנציאליים שנבדקו יובאו לאחר מכן למסד הנתונים של PubChem כדי לקבל את מזהי הקנוניים (CIDs)41. ה-KEGG ID המתאים התקבל לאחר מכן על בסיס ה-CIDs. לבסוף, מזהי KEGG יובאו לפלטפורמת ניתוח מטבולומיקה לביצוע ניתוח העשרת מסלולים מטבוליים ולזהות את מסלולי האיתות הקשורים באופן משמעותי ל-DEMs.
אליסה
דגימות רקמה סינוביאלית הוקפאו במהירות בחנקן נוזלי וטחנו לאבקה דקה. כ-100 מ"ג האבקה נשקלה באמצעות מאזן אלקטרוני מדויק, מעורבב עם 1 מ"ל של PBS קר כקרח, והומוגן על קרח באמצעות הומוגניזר זכוכית. ההומוגנט עבר צנטריפוגה ב-10,000 × גרם למשך 5 דקות בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס, והסופרנטנט נאסף לזיהוי ELISA מאוחר יותר. לפני הניתוח, ערכת ELISA הורשתה להתאזן לטמפרטורת החדר למשך 30 דקות. כל התגובות, כולל תקנים מדוללים סדרתית, בופר שטיפה, תמיסת נוגדנים מסומנת בביוטין ותמיסת אנזימים צמודה, הוכנו בהתאם להוראות היצרן. לאחר מכן נוספו 100 מיקרוליטר של תקנים בריכוזים ודגימות שונות לבארות המיועדות של המיקרופלטה המצופה מראש. הצלחת נאטמה ודגרה בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 90 דקות. לאחר הדגירה, התכולה הושלכה, והבארות נשטפו ארבע פעמים. לאחר מכן, נוספו 100 מיקרוליטר של תמיסת נוגדנים ביוטינילאטית לכל באר, ולאחר מכן דגירה בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 60 דקות ושלב שטיפה נוסף. לאחר מכן הוכנס 100 מיקרוליטר של תמיסת אנזים קונוגטיבית, והצלחת דוגרה בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, ולאחר מכן שטיפה נוספת. לאחר מכן נוסף מצע כרומוגני, והצלחת דגרה בחושך בטמפרטורה של 37°C למשך 10 דקות. התגובה הסתיימה בהוספת 100 מיקרוליטר של תמיסת עצירה, והספיגה נמדדה ב-450 ננומטר באמצעות קורא מיקרופלט. נבנתה עקומת תקן על ידי התאמת ערכי הצפיפות האופטית (OD) של התקנים לריכוזים המתאימים, וריכוזי הדגימה חושבו בהתאם.
כתם מערבי
רקמות סינוביאליות הוקפאו במהירות וטחנו מכנית לאבקה דקה. חלק מדודד מהאבקה נקטע בנפח מתאים של בופר RIPA קר בתוספת מעכבי פרוטאז ופוספטאז (1:100, v/v), ואחריו דגירה על קרח למשך 30 דקות. הליזטים צונטרו לאחר מכן ב-10,000 × גרם למשך 5 דקות בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס, והסופרנטנטים נאספו בקפידה. ריכוזי החלבון נמדדו באמצעות בדיקת BCA, וכל הדגימות הותאמו לריכוזים שווים באמצעות בופר RIPA. החלבונים הופרדו באמצעות SDS-PAGE והועברו לממברנות PVDF. הממברנות נחסמו ואז דגרו בנוגדנים ראשוניים (דילול 1:1000), ואחר כך נוגדנים משניים (דילול 1:5000). אותות החלבון הוצגו באמצעות מערכת זיהוי ECL, ועוצמות הרצועות נמדדו באמצעות תוכנת Image Lab (גרסה 5.2.1). רמות הביטוי היחסיות נורמל מול β-אקטין.
ניתוח סטטיסטי
ניתוחים סטטיסטיים בוצעו באמצעות תוכנת SPSS (גרסה 20.0). הנתונים מוצגים כסטיית תקן ממוצעת ± (SD). להשוואות בין קבוצות מרובות, נעשה שימוש בניתוח חד-כיווני של שונות (ANOVA) כאשר ההנחה של הומוגניות שונות התקיימה, ואחריו בוצעה בדיקת LSD להשוואות זוגיות לאחר הוק. אם הומוגניות השונות לא התקיימה, בוצע ANOVA של וולש, ואחריו מבחן T3 של דאנט להשוואות מרובות. ערך p < 0.05 נחשב מובהק סטטיסטית.