Tutte le procedure animali sono state approvate dal Comitato Etico Animale dell'Università di Medicina Cinese di Pechino [BUCM-2023-0912] e sono state condotte in conformità con le linee guida istituzionali e nazionali per la cura e l'uso degli animali da laboratorio. Non sono stati coinvolti soggetti umani.
I reagenti e le attrezzature utilizzate sono elencati nella Tabella dei Materiali.
1. Reagenti e materiali
Sono stati utilizzati solventi di grado analitico e reagenti di grado biologico molecolare. Tutte le informazioni commerciali, inclusi i produttori, i numeri di catalogo e i dettagli delle licenze software, sono fornite nella Tabella dei Materiali (xlsx). L'acqua per tutte le preparazioni veniva deionizzata e filtrata. Tutti i tamponi venivano preparati freschi o conservati secondo le condizioni specificate di seguito.
2. Configurazione di attrezzature e software
Un sistema UPLC-MS/MS accoppiato a uno spettrometro di massa quadrupolo a tempo di volo; una centrifuga refrigerata con rotore a secchio oscillante; un incubatore di CO₂ mantenuto a 37 °C, 5% CO₂ e umidità relativa ≥95%; un lettore a micropiastre (450 nm); un termociclatore PCR in tempo reale; elettroforesi e apparati di assorbimento; e un microscopio a fluorescenza con filtri fissi di eccitazione/emissione. Il controllo degli strumenti e l'analisi dei dati venivano eseguiti in MassLynx v4.2 per i dati cromatografici e spettrometrici di massa e in AutoDock 4.2 con AutoDockTools 1.5.7 per l'aggancio. L'analisi delle immagini è stata effettuata in ImageJ/Fiji v1.53.
3. Preparazione del Liquido Dibai Enema (DBE)
La miscela di erbe composta da Diyu (50 g), Baiji (50 g) ed Ercha (20 g) è stata schiacciata grossolanamente e immersa in 1.200 mL di acqua deionizzata a temperatura ambiente per 30 minuti per garantire una completa idratazione. La miscela ammollata è stata decoctata a bollitura vigorosa per 30 minuti con qualche mescolata occasionale per evitare l'adesione. La decoction calda veniva filtrata attraverso una garza medica sterile a più strati in oggetti di vetro sterili per rimuovere materiale insolubile. Il filtrato veniva concentrato nel vuoto in un bagno d'acqua non superiore a 45 °C fino a quando non si otteneva un concentrato corrispondente a una concentrazione finale di 1,98 g/mL (stock ad alta dose). Soluzioni di lavoro a dosaggio medio e basso a 0,99 g/mL e 0,50 g/mL sono state preparate per diluizione con acqua deionizzata sterile fino a volumi finali di 100 mL ciascuna. Ogni soluzione veniva fatta passare attraverso una membrana da 0,22 μm in condizioni sterili, dispensata in contenitori sterili etichettati e conservata a 4 °C per un massimo di sette giorni. Prima dell'uso, le soluzioni venivano delicatamente miscelate; un aspetto accettabile era chiaro o leggermente opalescente senza particelle visibili.
4. UPLC - Analisi MS/MS del DBE
La polvere di ciascun componente medicinale è stata pesata con precisione a 50 mg ed estratta con 1,0 mL di metanolo all'80% (v/v) per agitazione ultrasonica per 30 minuti a temperatura ambiente. Gli estratti venivano riportati alla temperatura ambiente dopo la sonicazione, centrifugati a 15.000 × g per 10 minuti a 4 °C, e i soprannatanti venivano filtrati attraverso membrane da 0,22 μm in fiale autocampionatori. La separazione cromatografica fu effettuata su una colonna a fase inversa (2,1 × 100 mm, 1,8 μm; tipo C18 con capo polare) mantenuta a 35 °C; colonna marchia/modello e numero di catalogo sono forniti nella Tabella dei Materiali. Fase mobile A: 0,1% di acido formico in acqua; fase mobile B: acetonitrile. Portata: 0,30 mL/min; volume di iniezione: 10 μL. Gradiente: 5% B per 0-2 minuti; 5→95% B da 2 a 20 minuti; 95% B per 20-23 minuti; 95→5% B da 23,0 a 23,1 min; riequilibrarsi al 5% B fino a 26 minuti (la tabella del gradiente completo è fornita nella Tabella 1).
La spettrometria di massa utilizzava ionizzazione elettrospray con commutazione positiva/negativa e acquisizione indipendente dai dati con scansioni a bassa e alta energia (MSE). Intervallo di massa: m/z 100-1.500; Tensione capillare: 2,0 kV; cono di campionamento: 20 V; temperatura di sorgente: 120 °C; temperatura di desolvazione: 360 °C; gas a cono: 50 L/h; gas di desolvazione: 600 L/h. La funzione ad alta energia impiegava un'energia di collisione a gradini di 20-50 eV. I dati venivano elaborati in MassLynx v4.2 con correzione di massa di blocco e parametri standard di rilevamento dei picchi. Un elenco completo di 105 componenti identificati (formule molecolari, m/z osservati, tempi di ritenzione e punteggi di confidenza) è fornito nella Tabella Supplementare 1.
5. Attracco molecolare
L'attracco è stato effettuato in AutoDock 4.2 secondo un protocollo di adattamento indotto. La struttura tridimensionale di S100β (PDB 3HCM) è stata preparata rimuovendo molecole d'acqua cristallografiche, aggiungendo idrogeni polari e assegnando cariche di Kollman. Sono state costruite strutture di liganti che rappresentano costituenti caratteristici della DBE, protone al pH fisiologico e minimizzate con energia. Il sito di legame era definito dalle coordinate del ligando nativo; i residui di amminoacidi entro 6 Å dal ligando nativo sono stati trattati come flessibili durante l'attracco. Le scatole a griglia coprivano l'intera tasca con una distanza di 0,375 Å. I parametri dell'algoritmo genetico lamarckiano erano: dimensione della popolazione 150; fino a 2,5 × 10⁶ valutazioni energetiche; 100 corse indipendenti per ligando. Le pose finali sono state classificate in base all'energia libera di legame prevista e raggruppate tramite RMSD; Sono stati visualizzati modelli di interazione (legami idrofobi, contatti idrofobici, interazioni π-π) per la coerenza con i complessi S100β noti.
6. Modello animale di colite indotta da DSS e trattamento DBE
I maschi di topi C57BL/6J (8 settimane, 20-22 g) sono stati acclimatati per almeno 7 giorni a 22 ± 2 °C, 50%-60% di umidità relativa, ciclo chiaro-buio di 12 ore, con cibo e acqua ad libitum. Gli animali sono stati assegnati casualmente in sei gruppi (n = 10/gruppo): controllo, modello di dextrano solfato di sodio (DSS), controllo positivo per sulfasalazina (SASP) e trattamenti DBE a dosi basse, medie e alte. Il personale responsabile della valutazione istologica e della quantificazione delle immagini è stato accecato all'allocazione dei gruppi.
La colite sperimentale è stata indotta con DSS al 2,0% (w/v) nell'acqua potabile per 7 giorni, seguita da DSS all'1,0% per 3 giorni, poi acqua normale per 4 giorni prima dell'eutanasia. La DBE veniva somministrata una volta al giorno tramite clistere a 10 mL/kg utilizzando un catetere flessibile inserito per 2,5 cm nel retto; Gli animali sono stati tenuti in posizione verticale per 30 minuti per minimizzare le perdite. Le dosi giornaliere di DBE erano rispettivamente 12,35, 27,4 e 49,4 g/kg/giorno per i gruppi basso, medio e alto; Il SASP è stato somministrato a 0,5 g/kg/giorno come controllo positivo. Peso corporeo, consistenza delle feci e sangue occulto fecale venivano registrati quotidianamente per calcolare l'indice di attività della malattia. Al punto finale, i topi sono stati anestetizzati con pentobarbital sodio 50 mg/kg i.p.; il sangue veniva raccolto dal seno retro-orbitale utilizzando capillari eparinizzati; Gli animali venivano soppressi per lussazione cervicale. Il colon fu espulso dalla giunzione ileocecale al retto, esteso delicatamente e la lunghezza misurata con una tensione minima. I segmenti rappresentativi erano fissati con il 4% di paraformaldeide; il tessuto residuo veniva congelato di scatto in azoto liquido e conservato a −80 °C.
7. Preparazione di siero contenente farmaci
I maschi di ratti Sprague-Dawley sono stati randomizzati nei gruppi di controllo e DBE (n = 6/gruppo). Il gruppo DBE riceveva 12,34 g/kg/giorno tramite gavage orale una volta al giorno per 7 giorni; i controlli ricevevano acqua purificata a volume uguale. Ventiquattro ore dopo l'ultima dose, gli animali sono stati anestetizzati e il sangue totale è stato prelevato dall'aorta addominale. Il siero veniva separato dopo coagulazione per 30 minuti a temperatura ambiente, seguito da centrifugazione a 1.500 × g per 10 minuti a 4 °C. I sieri venivano inattivati al calore a 56 °C per 30 minuti e filtrati attraverso membrane da 0,22 μm in condizioni sterili prima della conservazione. Il siero veniva allicitamente inserito in tubi sterili e conservato a −80 °C. I campioni emolizzati, identificati da un'assorbenza elevata intorno a 414 nm, sono stati esclusi.
8. Esame istologico (H&E)
Il tessuto del colon fissato al 4% di paraformaldeide per 24 ore è stato disidratato tramite etanoli gradati, eliminato nello xilene e incorporato nella paraffina. Le sezioni (5 μm) sono state tagliate, deparafinizzate, reidratate e colorate con ematossilina per 5 minuti, bluate in acqua corrente per 5 minuti e controcolorate con eosina per 2 minuti. I vetrini venivano montati con resina e esaminati per l'architettura delle cripte, la densità delle cellule del calice, la continuità epiteliale e l'infiltrazione infiammatoria. Le modifiche rappresentative saranno indicate con frecce/punte di freccia e definite nelle legende delle figure; Le barre di scala (ad esempio, 200 μm) e le soglie visive predefinite saranno specificate nelle legende.
9. Immunoistochimica (IHC)
Le sezioni di paraffina sono state sottoposte al prelievo antigenico in tampone di citrato (pH 6,0) per 15-20 minuti a 95-98 °C, temprare la perossidasi endogena con perossido di idrogeno al 3% per 10 minuti e bloccare con siero normale al 5% per 1 ora a temperatura ambiente. Gli anticorpi primari venivano incubati durante la notte a 4 °C in una camera umidificata. Dopo il lavaggio, le sezioni sono state processate utilizzando un sistema di rilevamento di streptavidina-perossidasi, sviluppato con DAB per 2 minuti (monitoraggio microscopico), controcolorato con ematossilina, disidratato e montato. Sono stati inclusi controlli negativi privi dell'anticorpo primario in ogni lotto.
10. Analisi dell'immunofluorescenza (IF)
Le sezioni immerse in paraffina sono state deparaffinizzate e sottoposte al recupero di antigeni in un tampone EDTA (pH 8,0). Dopo il raffreddamento, il legame aspecifico è stato bloccato con albumina sieroica bovina al 3% per 1 ora a temperatura ambiente. Le sezioni sono state incubate durante la notte a 4 °C con anticorpi primari contro GFAP (1:500) e S100β (1:200), seguite da anticorpi secondari coniugati con fluorofori (1:500) per 1 ora a temperatura ambiente al buio. I nuclei venivano contrastati con DAPI e le vedute montate su un mezzo anti-fade. Le immagini sono state catturate utilizzando obiettivi identici, un tempo di esposizione fisso di 100 ms e un guadagno del rivelatore di 1,0 tra i gruppi. L'intensità media di fluorescenza è stata quantificata in ImageJ/Fiji v1.53 dopo la calibrazione della dimensione dei pixel, la sottrazione dello sfondo (raggio della palla rotolante 50 pixel) e la normalizzazione all'area DAPI-positiva. Sono stati analizzati almeno cinque repliche biologiche per gruppo e tre campi non sovrapposti per replica.
11. Coltura cellulare e trattamenti
Le cellule gliali enteriche di ratto (designazione CRL-2690) sono state coltivate in DMEM integrato con siero bovino fetale al 10% e 1% di penicillina-streptomicina a 37 °C in un incubatore umidificato con il 5% di CO₂. L'identità cellulare è stata confermata da brevi ripetizioni tandem e le colture sono state prive di micoplasma. Sono stati effettuati esperimenti nei passaggi 5-15. Le cellule sono state seminate in piastre a 6 pozzi a 2,0 × 10⁵ cellule/pozzo in un mezzo di 2,0 mL/pozzo e lasciate ad attaccarsi per 24 ore. I gruppi sperimentali erano: controllo non trattato, controllo veicolo, modello, siero DBE e inibitore.
Per l'induzione del modello, le cellule sono state esposte a lipopolisaccaridi (LPS, 1 μg/mL) più IFN-γ (20 ng/mL) per 24 ore in mezzo intero; il corrispondente valore U/mL per IFN-γ è riportato nella Tabella dei Materiali secondo la potenza specifica del lotto. Per il trattamento con siero DBE, le cellule hanno ricevuto siero di ratto inattivo termicamente al 15% (v/v), 0,22 μm filtrato con DBE in mezzo completo per 24 ore (intervallo di dosaggio 5%-20% utilizzato nell'ottimizzazione della vitalità come specificato nella sezione CCK-8). Per il trattamento con inibitore, è stato applicato per 24 ore l'inibitore selettivo S100β SBI-4211 (10-50 μM; 45 μM per le letture chiave). I controlli del veicolo hanno abbinato il contenuto di solventi (0,1% DMSO (v/v)) con un mezzo altrimenti identico. Salvo diversa indicazione, i trattamenti sono stati preparati in mezzo preriscaldato (37 °C) e le cellule sono state risciacquate 2× con PBS prima della sostituzione del trattamento. Dopo il trattamento, le cellule venivano raccolte per l'estrazione di RNA, l'analisi delle proteine e l'immunofluorescenza come dettagliato nelle sezioni successive. La replicazione biologica era di n ≥ 5 colture indipendenti per condizione.
12. Saggio di vitalità delle celle CCK-8
Le cellule sono state seminate in piastre da 96 pozzi a 5 × 10³ cellule/pozzo in un mezzo da 100 μL e lasciate aderire durante la notte. Il mezzo è stato sostituito con siero trattato con DBE contenente mezzo al 5%, 10%, 15% o 20% (v/v) per 24 ore. È stato aggiunto il reagente CCK-8 (10 μL/pozzo) e le piastre sono state incubate per 1 ora a 37 °C. L'assorbanza è stata rilevata a 450 nm con sottrazione a vuoto (mezzo + reagente, nessuna cellula). La fattibilità è stata espressa come percentuale del controllo del veicolo. Ogni condizione utilizzava n ≥ 5 repliche biologiche (colture indipendenti) con tre repliche tecniche per ogni coltura.
13. ELISA per citochine tissutali
Il tessuto del colon è stato omogeneizzato su ghiaccio in PBS (1:9, p/v) contenenti inibitori della proteasi. Gli omogeneati sono stati chiariti di 12.000 × g per 10 minuti a 4 °C; i supernatanti sono stati analizzati per IL-1β e TNF-α secondo i protocolli del kit. Standard e campioni venivano eseguiti in duplicato, e le curve erano equipaggiate con un modello logistico a quattro parametri (4PL) con R² ≥ 0,99; standard retrocalcolati sono stati accettati entro l'85%-115% del valore nominale. L'assorbanza veniva rilevata a 450 nm con un riferimento di 620-650 nm quando disponibile. Le concentrazioni di citochine sono state normalizzate al peso del tessuto (tessuto pg/mg). Ogni gruppo includeva n ≥ 5 repliche biologiche.
14. PCR quantitativa in tempo reale (qPCR)
L'RNA totale proveniente dal tessuto del colon (o dalle cellule, a seconda dei casi) veniva isolato con un kit spin-column a membrana di silice. L'integrità dell'RNA è stata verificata tramite l'ispezione A₂₆₀/A₂₈₀ = 1.8-2.1 e l'ispezione del gel di agarosio. Il cDNA del primo filamento è stato sintetizzato da 1 μg di RNA con rimozione genomica del DNA. qPCR utilizzava il master mix SYBR Green su un termociclatore calibrato con il programma: 95 °C 30 s; 40 cicli a 95 °C 5 s, 60 °C 30 s; curva di fusione 65-95 °C in passi di 0,5 °C/5 s. Il GAPDH fungeva da controllo endogeno. L'espressione relativa è stata calcolata da 2⁻ΔΔCt dopo aver verificato le efficienze dei primer (90%-110%, da pendenze a curva standard). Erano inclusi i controlli senza RT e senza template. Le sequenze di primer sono elencate nella Tabella 2. Ogni gruppo aveva n ≥ 5 repliche biologiche e due ripetizioni tecniche per campione.
15. Analisi del western blot
Le proteine dal tessuto (o dalle cellule) del colon sono state estratte in tampone RIPA con inibitori di proteasi/fosfatasi e quantificate tramite analisi BCA. La proteina uguale (30 μg/corsia) è stata denaturata, risolta su SDS-PAGE a gradiente del 4-20% e trasferita in PVDF (0,45 μm; 0,2 μm per ≤ bersagli da 20 kDa). Le membrane sono state bloccate nel latte scremato al 5% per 2 ore a temperatura ambiente e incubate durante la notte a 4 °C con anticorpi primari contro GFAP (1:1.000), S100β (1:1.000), iNOS (1:1.000), NF-κB p65 (1:1.000), fosfo-NF-κB p65 (Ser536, 1:1.000), Occludin (1:1.000), Claudin-1 (1:1.000) e GAPDH (1:5.000). Sono stati applicati anticorpi secondari coniugati con HRP (1:5.000) per 1 ora a temperatura ambiente. I segnali furono sviluppati con ECL; I tempi di esposizione erano limitati alla gamma dinamica lineare (10-90 s). I trasferimenti sono stati verificati tramite colorazione reversibile della membrana prima del blocco. Le intensità delle bande sono state quantificate in ImageJ/Fiji v1.53 dopo sottrazione di fondo e normalizzate a GAPDH. Pesi molecolari attesi: GFAP ~49 kDa, S100β ~10-12 kDa, NF-κB p65 ~65 kDa, iNOS ~130 kDa, Occludin ~65 kDa, Claudin-1 ~22 kDa, GAPDH ~36-37 kDa. Ogni analisi includeva n ≥ 5 repliche biologiche.
16. Analisi statistica
I dati sono stati analizzati in GraphPad Prism 8.0 e sono presentati come media ± SEM. Per i confronti tra gruppi multipli è stato utilizzato ANOVA unidirezionale seguito dal test post hoc di Tukey; per confronti a coppie, sono stati applicati i test t di Student a due code non accoppiati quando appropriato. Per i disegni a tempo o a due fattori (ad esempio, trattamento × dose o trattamento × tempo), veniva utilizzato ANOVA bidirezionale (misure ripetute quando applicabile) con correzione di Tukey o Dunnett come specificato nelle legende delle figure. I test di Shapiro-Wilk e Levene sono stati utilizzati per esaminare normalità e omoscedasticità prima dei test parametrici; quando le assunzioni venivano violate, i dati venivano trasformati log-transformati o analizzati con test non parametrici appropriati (Kruskal-Wallis con il post hoc di Dunn; Mann-Whitney U per coppie). I valori esatti p e le misure di dimensione dell'effetto (η² per ANOVA, d di Cohen per i t-test) sono riportati nelle legende delle figure dove applicabile. Un p < a due facce di 0,05 è stato considerato statisticamente significativo. Le legende delle figure utilizzano la seguente notazione per il significato: *p<0.05, **p<0.01, *** p<0.001 vs Controllo; # p<0.05, ## p<0.01, ### p<0.001 vs DSS; NS, non significativi.
17. Risultati attesi e controllo qualità
Si prevede che il DSS accorci la lunghezza del colon, aumenti l'indice di attività della malattia e induca danni istologici (distorsione architettonica della cripta, esaurimento delle cellule calici, erosione epiteliale). Il trattamento DBE dovrebbe migliorare questi indici in modo dipendente dal dosaggio e ridurre i marcatori di attivazione entero-gliale. Le Western blot dovrebbero mostrare bande ai pesi molecolari sopra elencati, con segnali aumentati nel DSS e attenuazione con DBE o SBI-4211; Le esposizioni dovrebbero rimanere all'interno dell'intervallo dinamico lineare. L'immunofluorescenza per GFAP e S100β dovrebbe mostrare intensità medie elevate nel DSS e una riduzione dopo il trattamento DBE. I cromatogrammi LC-MS/MS dovrebbero mostrare tempi di ritenzione stabili (deriva ≤ 0,2 min) e accuratezze di massa entro ± 5 ppm per gli ioni di riferimento, con ioni frammenti caratteristici per i componenti chiave. I controlli negativi (ad esempio, omissione di anticorpi primari) non dovrebbero fornire alcun segnale specifico. I parametri di acquisizione dell'imaging (oggettivo, esposizione, guadagno, gamma) devono rimanere fissi tra i gruppi per consentire confronti quantitativi validi.
18. Note sulla risoluzione dei problemi
La torbidità o le particelle nelle soluzioni DBE indicano una filtrazione o precipitazione inadeguate; ripetere la filtrazione di 0,22 μm e confermare il pH 6,5-7,5. Una mortalità eccessiva o una grave perdita di peso durante l'esposizione al DSS suggeriscono una sovraindotta indotta sopra; ridurre la concentrazione di DSS, verificare il peso molecolare dei lotti e sostituire quotidianamente le soluzioni DSS. Una quantificazione immunofluorescenza incoerente riflette tipicamente l'esposizione variabile; Fissare tempi di esposizione e guadagno, e includere una slide di riferimento per la calibrazione batch. Bande occidentali deboli possono riflettere sottocarico o inefficienza nel trasferimento; Verifica la quantificazione delle proteine, seleziona la percentuale o gradiente del gel appropriato e conferma il trasferimento tramite colorazione reversibile della membrana. Un cattivo adattamento ELISA (R² < 0,99 o un calcolo retro standard al di fuori dell'85-115%) giustifica la ripetizione della curva standard e la rivalutazione dei campioni diluiti. Per le operazioni qPCR con un'efficienza di primer superiore al 90-110%, riottimizza la temperatura di ricottura o la concentrazione di primer prima dell'analisi.