Articolo di ricerca

Fructus xanthii L'estratto allevia l'osteoartrite preservando l'integrità della cartilagine

DOI:

10.3791/70284

12 giugno 2026

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Questo protocollo di studio è stato progettato per indagare sistematicamente i potenziali effetti condroprotettivi dell'estratto di Fructus Xanthii nell'osteoartrite attraverso analisi multi-omiche integrate ed esperimenti in vivo .

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

L'osteoartrite (OA) è una patologia degenerativa progressiva dell'articolazione per la quale gli attuali interventi farmacologici e chirurgici alleviano principalmente i sintomi piuttosto che invertire i cambiamenti patologici sottostanti, evidenziando l'urgente necessità di nuovi agenti terapeutici. Questo protocollo mirava a indagare i potenziali effetti condroprotettivi dell'estratto di Fructus Xanthii contro l'OA. Innanzitutto, è stata condotta una profilazione metabolomica non mirata utilizzando cromatografia liquida ad ultra-alte prestazioni abbinata a spettrometria di massa tandem ad alta risoluzione (UHPLC-HRMS/MS) per caratterizzare i costituenti chimici dell'estratto. È stata poi applicata una strategia integrata che combina farmacologia di rete e estrazione trascrittomica per identificare componenti bioattivi e presunti bersagli dell'estratto, seguita da un'analisi incrociata con geni disregolati correlati all'OA per ottenere i geni bersaglio centrali. Sono state effettuate analisi di arricchimento della Gene Ontology (GO) e della Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) per annotare i principali processi biologici e le vie di segnalazione modulate dall'estratto. Per la validazione in vivo , sono stati utilizzati modelli di lesione cartilaginea e modelli di OA nel topo per valutare gli effetti condroprotettivi dell'estratto. Il sequenziamento dell'RNA (RNA-seq) è stato ulteriormente adottato per analizzare le alterazioni trascricomiche nei condrociti dopo il trattamento, concentrandosi sulle vie associate all'OA e sui profili di espressione genica; Successivamente è stato eseguito un saggio immunosorbente legato a enzimi (ELISA) per verificare i livelli di espressione delle proteine/recettori chiave selezionate da RNA-seq, al fine di confermare ulteriormente gli effetti regolatori dell'estratto di Fructus Xanthii sui bersagli principali dell'OA. Questo protocollo integrato multi-omico e sperimentale offre un approccio sistematico per esplorare il potenziale dell'estratto di Fructus Xanthii come promettente candidato botanico per l'intervento OA.

Introduzione

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

L'osteoartrite (OA) è un disturbo degenerativo dell'articolazione caratterizzato da progressivo degrado della cartilagine articolare, sclerosi ossea sottocondrale, infiammazione sinoviale e formazione diosteofiti 1. Secondo lo studio Global Burden of Disease (GBD), la prevalenza dell'OA è aumentata costantemente in 204 paesi e territori dal 1990 al 20202, con questa tendenza che si prevede accelererà insieme all'invecchiamento demograficoglobale 3. Le stime attuali indicano che oltre 250 milioni di persone nel mondo sono colpite, mettendo sotto pressione significativa il benessere individuale, i sistemi sanitari e le strutturesocioeconomiche. I trattamenti attuali sono principalmente mirati al sollievo sintomatico, con farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS) e viscosupplementazione intraarticolare con acido ialuronico (HA) come interventi più comuni. Tuttavia, questi approcci offrono un beneficio clinico limitato e sono associati a notevoli effetti avversi 5,6. Questo evidenzia la necessità critica di farmaci efficaci per l'osteoartrite modificante della malattia (DMOAD).

La Medicina Tradizionale Cinese (MTC) è da tempo utilizzata nella gestione dell'OA, basata sul concetto di "bi osseo", un sottotipo della "sindrome bi". In questo contesto, la patogenesi dell'OA è attribuita principalmente a una carenza di essenza epatica e renale, insufficienza di qi e sangue, e successiva invasione da vento, freddo eumidità. Di conseguenza, le strategie terapeutiche si concentrano sull'eliminazione dell'umidità da vento, sulla dispersione del freddo e sullo sblocco deicollaterali. I trattamenti MTC sono noti per i loro effetti multibersaglio, profili favorevoli degli effetti collaterali e efficacia clinicamentesignificativa 10. Formulazioni di rilievo come Buqi Tongluo Capsule (BQTL) e Fuzi Decoction (FZD) hanno mostrato chiari effetti anti-OA nella pratica clinica, mentre Du Huo Ji Sheng Tang (DHJST) allevia i sintomi dell'OA sopprimendo la via dell'inflammasoma NLRP3, supportata da secoli di utilizzo empirico. Analogamente, la miscela Shenjinhuoxue (SHM) attenua dolore e degenerazione cartilaginea attraverso la riduzione della regolazione dei mediatori pro-infiammatori come IL-1β e TNF-α 11,12,13. A livello di monomeri, composti come l'icariina (Cianoside A, CyA) ed erianina, derivati da piante medicinali, sono stati segnalati favorire la proliferazione dei condrociti, inibire il rilascio di citochine infiammatorie e mantenere l'omeostasiarticolare 14,15. Collettivamente, la MTC offre un approccio terapeutico completo con proprietà antinfiammatorie, condroprotettive e allevianti dai sintomi. Tuttavia, la complessità dei suoi meccanismi e le questioni relative alla standardizzazione richiedono ricerche continue e rigorose.

I frutti secchi maturi di Fructus Xanthii (Compositae), comunemente noti come "Cang-Er-Zi", sono stati documentati come presentanti un'ampia gamma di attività farmacologiche, tra cui effetti antimicrobici, antinfiammatori, antiossidanti, analgesici, antineoplastici eimmunomodulatori 16. Gli acidi fenolici isolati da Fructus Xanthii riducono efficacemente l'iperplasia sinoviale nell'artrite reumatoide (AR)17. Tra questi, l'acido clorogenico (CGA), un derivato rappresentativo dell'acido caffeoilquinico, è stato riscontrato stimolare la proliferazione e la differenziazione degli osteoblasti mentre inibisce l'osteoclastogenesi mediata da RANKL, mantenendo così l'omeostasischeletrica 18. Altri acidi fenolici identificati nello stesso estratto, come l'acido neoclorogenico (5-CQA), l'acido criptoclorogenico (CCA) e l'acido protocatechi, presentano anch'essi proprietà antimicrobiche, antinfiammatorie, antitumorali eantiossidanti 19,20,21. Oltre agli acidi fenolici, una varietà di metaboliti secondari presenti in Cang-Er-Zi contribuisce a queste bioattività 16,20,22,23,24,25. Tuttavia, il ruolo preciso e i meccanismi sottostanti dell'estratto di Fructus Xanthii nell'OA restano in gran parte inesplorati.

Cromatografia Liquida Non Mirata-Spettrometria di Massa Tandem (LC-MS/MS) La metabolomica è caratterizzata da capacità prive di ipotesi, ad alta produttività e copertura globale. Consente la rilevazione simultanea di migliaia di caratteristiche metabolite, offrendo una visione panoramica delle reti metaboliche e consente la scoperta sistematica di nuovi biomarcatori e vie metaboliche aberranti senza prespecifiche pregresse delbersaglio 26,27. Combinato con la tecnologia di spettrometria di massa ad alta risoluzione, questo approccio è adatto all'analisi completa di vari tipi di campioni biologici (ad esempio, siero, liquido sinoviale, urina, tessuto cartilagine, ecc.) e ha dimostrato vantaggi significativi nella ricerca sull'osteoartrite (OA). Da un lato, può selezionare in modo completo metaboliti differenziali strettamente associati alla progressione patologica dell'OA (come le varie classi di metaboliti identificate nel liquido sinoviale e nei tessuti sinoviali) e mappareli a vie chiave, tra cui metabolismo energetico, riparazione cartilagine, osteogenesi e metabolismo lipidico, approfondiendo così la comprensione della patogenesi dell'OA. D'altra parte, l'integrazione di dati multi-omici come la trascrittomica e la proteomica aiuta a rivelare il ruolo della riprogrammazione metabolica nella degenerazione della cartilagine, nelle risposte infiammatorie e nei danni alla struttura articolare, fornendo prove fondamentali per identificare biomarcatori diagnostici precoci, valutare la progressione della malattia e sviluppare strategie di intervento metabolico mirati (ad esempio, regolazione del metabolismo degli acidi biliari, triptofano o acidi grassi), evidenziandone il potenziale traslazionale in ricerca sulla tipizzazione di precisione dell'OA e il trattamento personalizzato.

Il pesce zebra rappresenta un eccellente organismo modello grazie ai molteplici vantaggi: il suo genoma è altamente conservato rispetto a quello umano, condividendo l'omologia con circa il 70% dei geni codificanti proteiciumani 28,29. Presenta caratteristiche chiave tra cui uno sviluppo rapido, fecondazione in vitro, embrioni trasparenti che permettono un'imaging in vivo comoda, alta fecondità e bassi costi di manutenzione 30,31,32,33. Nella ricerca scheletrica, il pesce zebra consente una chiara visualizzazione della formazione ossea, dei processi di mineralizzazione e della capacità di rigenerazione, e può essere utilizzato per simulare condizioni patologiche come osteoporosi e danni alla cartilagine. Tuttavia, nello studio dell'osteoartrite (OA), un complesso disturbo dell'intera articolazione caratterizzato da degenerazione della cartilagine articolare, infiammazione sinoviale e alterazioni ossee sottocondrali, l'applicazione del modello del pesce zebra rimane relativamente limitata.

Questo articolo presenta un protocollo che integra metabolomica non mirata basata su UHPLC-HRMS/MS, farmacologia di rete, estrazione trascrivomica e validazione sperimentale in vivo per esplorare il potenziale dell'estratto di Xanthium sibiricum come candidato vegetale valido per l'intervento OA. L'obiettivo non è solo identificare i componenti bioattivi, i potenziali bersagli e le vie regolatorie principali dell'estratto di Xanthium sibiricum correlate all'OA tramite integrazione multi-omica e analisi computazionale, ma anche verificare il suo effetto condroprotettivo sull'OA tramite modelli in vivo e chiarire ulteriormente il suo meccanismo regolatore sul trascrittoma dei condrociti.

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Protocollo

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tutti gli esperimenti che hanno coinvolto campioni clinici e topi sono stati condotti secondo il protocollo approvato dal Comitato di Revisione Etica del Centro di Ricerca Biotecnologica Medica Provinciale dello Shandong. I reagenti e le attrezzature utilizzate sono elencati nella Tabella dei Materiali.

1. Isolamento e coltura dei condrociti articolari umani

Campioni di cartilagine articolare umana sono stati prelevati da pazienti sottoposti a chirurgia artroscopica o artroplastica articolare totale presso il Primo Ospedale Affiliato della Prima Università Medica di Shandong. Le fette di cartilagine venivano trasportate in laboratorio sul ghiaccio entro 30 minuti dall'escissione chirurgica. Il tessuto è stato lavato accuratamente con soluzione salina di Dulbecco tamponata con fosfato (DPBS; 3–5 lavaggi), poi tritato finemente in circa 1mm 3 frammenti usando forbici chirurgiche sterili. È stata eseguita una digestione enzimatica sequenziale, iniziando con la pre-digestione utilizzando tripsina-EDTA allo 0,25% per 30 minuti a 37 °C. Il processo digeritivo veniva monitorato fino a quando i frammenti di cartilagine diventavano diradati, ridotti di dimensioni e traslucidi, dopodiché i frammenti di cartilagine venivano raccolti tramite centrifugazione (200 × g, 5 minuti) a temperatura ambiente. A questo è seguito una digestione notturna (8 h, 37 °C) con collagenasi di tipo II allo 0,2% sotto agitazione continua e delicata. Il processo digestionale veniva monitorato fino a quando tutti i frammenti di cartilagine visibili in modo macroscopico non erano completamente dissolti. Le cellule rilasciate sono state raccolte tramite centrifugazione (200 × g, 5 min) a temperatura ambiente, risospese in DMEM completo integrato con siero bovino fetale al 10%, 100 U/mL di penicillina e 100 μg/mL di estreptomicina, e seminate in2 fiasche di coltura da 75 cm. Le celle sono state mantenute a 37 °C in un'atmosfera umidificata contenente il 5% di CO2. I condrociti aderenti sono stati staccati usando lo 0,25% di tripsina-EDTA, e le cellule sono state subcolte con un rapporto 1:3 quando le cellule aderenti hanno raggiunto l'80% della confluenza della superficie della fiaschetta di coltura.

2. Preparazione dell'estratto di Fructus Xanthii

I frutti secchi maturi di Xanthium strumarium L. (Fructus Xanthii) sono stati raccolti da popolazioni naturali nel Nord della Cina e autenticati da un farmacista senior. L'esemplare fu depositato nell'erbario della Prima Università Medica di Shandong. 20 g di Fructus Xanthii finemente in polvere sono stati inseriti in un ditale di estrazione, e l'estrazione esaustiva di Soxhlet è stata eseguita utilizzando etanolo al 95% (circa 250 mL) fino al completamento di sette-otto cicli di sifone. L'estratto etanolico veniva filtrato e il filtrato veniva concentrato fino a seccare a pressione ridotta a 45 °C tramite un evaporatore rotante. Il residuo risultante veniva risospeso in 60 mL di acqua doppiamente distillata e suddiviso successivamente con 60 mL di acetato di etil in un imbuto separativo. La miscela veniva agitata energicamente e lasciata sottoporsi a separazione di fase a 4 °C per 24 ore. Lo strato acquoso veniva poi raccolto, liofilizzato e conservato a −80 °C fino a un ulteriore utilizzo.

3. Flusso di lavoro standardizzato per metabolomica LC-MS/MS non mirata

  1. Analisi metabolomica non mirata basata su UHPLC-HRMS/MS
    La profilazione metabolomica non mirata è stata eseguita su una piattaforma UHPLC-HRMS/MS (ultra-alta performance per cromatografia liquida ad alta risoluzione-spettrometria di massa tandem). I metaboliti venivano rapidamente stinti ed estratti utilizzando un sistema metanolo-acqua raffreddato. La separazione cromatografica è stata ottenuta su un sistema UHPLC dotato di una colonna cromatografica C18/T3 (100 × 2,1 mm, 1,8 μm) mantenuta a 40 °C. Un gradiente binario (0–28 min) costituito dallo 0,1% di acido formico in acqua (A) e dallo 0,1% di acido formico nell'acetonitrile (B) è stato applicato a una portata di 0,3 mL/min. La rilevazione spettrometrica di massa veniva eseguita su uno strumento ibrido quadrupolo-Orbitrap operato in modalità MS2 (MS/dd-MS2) completo MS/data dependent da polarità, con una gamma di scansione completa di m/z 70–1.050 e una risoluzione di 120.000 (FWHM a m/z 200). La frammentazione da dissociazione collisionale ad energia più alta (HCD) è stata effettuata a 20, 40 e 60 eV, con l'esclusione dinamica impostata a 10 s.
  2. I dati grezzi venivano convertiti in formato mzXML usando ProteoWizard. La selezione dei picchi, l'allineamento del tempo di ritenzione e la de-isotopizzazione sono stati eseguiti su XCMS Online utilizzando parametri ottimizzati per HRMS (ppm = 5, bw = 5, sntresh = 6). Le caratteristiche con valori mancanti più del 50% tra i campioni sono state escluse, e le aree di picco rimanenti sono state normalizzate alla corrente ionica totale (TIC). I metaboliti sono stati annotati confrontando con precisione massa, spettri MS2 e tempi di ritenzione con una libreria di riferimento interna utilizzando una tolleranza all'errore di massa di ≤ 5 ppm e una soglia di punteggio per prodotto scalare di ≥80.
    NOTA: Sono state seguite rigorose procedure operative standard durante tutto il flusso di lavoro. I campioni venivano congelati immediatamente in azoto liquido (−80 °C) dopo la raccolta, trasportati con una catena di ghiaccio secco e processati con procedure di estrazione, iniezione e lottaggio casuali. Campioni di controllo qualità (QC) aggregati sono stati inseriti dopo ogni 10 campioni di studio per monitorare la deriva strumentale.

4. Analisi farmacologica di rete

  1. Screening farmacologico di rete di composti attivi e previsione dei target
    Gli ingredienti attivi di Fructus Xanthii sono stati recuperati dal database TCMID (https://www.tcmsp-e.com/tcmspsearch.php) e dal database HERB (http://herb.ac.cn/). I composti recuperati sono stati filtrati secondo le soglie raccomandate ADME di biodisponibilità orale ≥30% e somiglianza farmacologica ≥0,18. I bersagli umani previsti dei composti qualificati sono stati ottenuti dai due database. I risultati dello screening sono stati raccolti e raccolti, portando all'identificazione di 15 composti attivi e 151 bersagli proteici unici associati a Fructus Xanthii.
  2. Integrazione dei dati trascritomici e identificazione dei target core associati all'OA
    I geni differenzialmente espressi (DEG) nei tessuti cartilaginei tra campioni normali e di osteoartrite (OA) sono stati estratti dai dataset GEO database GSE51588 (n = 5 normale, 6 OA) e GSE169077 (n = 10 normale, 40 OA) utilizzando lo strumento web GEO2R (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/geo2r). I geni overregulated dell'OA sono stati definiti utilizzando i criteri di variazione log2 di fold >0,5 e valore p corretto <0,05. L'intersezione tra geni overregolati da OA e i 151 bersagli proteici correlati a Fructus Xanthii è stata visualizzata utilizzando il pacchetto R ggvenn. Le reti di interazione proteina–proteina (PPI) dei bersagli di intersezione sono state costruite utilizzando il database STRING (https://string-db.org/). I dati della rete PPI sono stati importati in Cytoscape e i primi 10 geni hub sono stati selezionati per una successiva analisi di arricchimento funzionale utilizzando il plug-in CytoHubba con l'algoritmo MCC.

5. Determinazione della Massima Concentrazione Tollerata (MTC) nel pesce zebra

Le larve transgeniche di pesce zebra (Tg col2a1a:EGFP) a 2 giorni dalla fecondazione (2 dpf) sono state distribuite casualmente in piastre a 6 pozzi con una densità di 30 larve per pozzo. Ogni pozzo è stato integrato con 3 mL di mezzo di esposizione contenente estratto di Fructus Xanthii diluito in serie. Le larve moribunde o decedute venivano rimosse quotidianamente. Le larve sono state esposte continuamente a 28 °C per 72 ore, dopo di che è stata determinata la concentrazione massima tollerata (MTC) come la massima in cui la mortalità larvale non superava il 10%.

6. Stabilizione del modello di lesioni ossei da pesce zebra

Tg col2a1a:Le larve di pesce zebra di EGFP a 2 giorni dalla fecondazione (2 dpf) sono state assegnate a quattro gruppi: controllo, modello, condroitin solfato (CS) controllo positivo e trattamento con estratto di Fructus Xanthii . Tutti i gruppi, tranne quello di controllo, sono stati esposti a Staphylococcus aureus (OD600 = 0,8, 1 × 108 CFU/mL) per 24 ore per indurre lesioni ossee. L'istituzione del modello di successo è stata confermata verificando una riduzione di almeno il 50% dell'intensità di fluorescenza verde specifica per cartilagine nella regione craniofacciale rispetto al gruppo di controllo sotto microscopio a epifluorescenza.

7. Valutazione quantitativa della fluorescenza specifica cartilaginea nelle larve di pesce zebra

Le larve sono state esposte continuamente a concentrazioni gradate di estratto di Fructus Xanthii o 1.000 μg/mL condroitina solfato A di sodio (controllo positivo) a 28 °C per 72 ore. Successivamente, 10 larve sono state selezionate casualmente da ogni replica a 6 pozzi (n = 30 per gruppo). Le larve selezionate sono state anestesiate usando lo 0,016% di tricaina e posizionate lateralmente su cuscinetti di agarosio a bassa fusione con 1%. Le immagini di fluorescenza sono state acquisite con un ingrandimento di 2× (eccitazione 488 nm, emissione 525/50 nm) utilizzando uno stereomicroscopio dotato di una telecamera a fluorescenza. L'intensità specifica della cartilagine dell'EGFP nella regione craniofacciale, inclusi il ceratoiale e la cartilagine di Meckel, è stata quantificata utilizzando software di analisi delle immagini. La correzione di background è stata eseguita sui valori integrati di densità, e i valori corretti sono stati normalizzati al gruppo di controllo per l'analisi statistica dell'efficacia condroprotettiva.

8. Induzione dell'OA nei topi C57BL/6J

I maschi di topi C57BL/6J (6–8 settimane, 20–22 g) sono stati alloggiati in condizioni specifiche di patogeni liberi (SPF) a 22 °C ± 2 °C con un ciclo chiaro/buio di 12 ore. I topi sono stati lasciati ad acclimatarsi per una settimana e poi sono stati assegnati casualmente in tre gruppi (n = 8 per gruppo) utilizzando una tabella dei numeri casuali: (1) controllo simulato, (2) OA indotta da ACLT (ACLT) e (3) intervento con ACLT più estratto di Fructus Xanthii (ACLT + estratto di Fructus Xanthii ). Tutte le procedure chirurgiche sono state eseguite in condizioni sterili secondo un protocollo precedentemente convalidato.

I topi sono stati anestetizzati con pentobarbital sodio intraperitoneale (50 mg/kg) (seguendo protocolli approvati dall'istituzione), e è stata praticata un'incisione parapatela mediale per esporre la capsula dell'articolazione del ginocchio destro. Il legamento crociato anteriore è stato intercettato al microscopio chirurgico per indurre instabilità articolare, dopodiché la capsula articolare e la pelle sono state chiuse a strati utilizzando suture assorbibili 6-0. I topi operati da simulazione hanno subito procedure di artrotomia identiche senza tranzione dei legamenti. È stata valutata la stabilità articolare e il successo dell'istituzione del modello è stata confermata tramite il test del cassetto o valutando il grado di lesione articolare nelle sezioni istologiche dei topi del gruppo modello.

Analgesia postoperatoria con buprenorfina (0,1 mg/kg, iniezione sottocutanea) è stata somministrata per tre giorni consecutivi. Gli agenti terapeutici venivano somministrati una volta al giorno tramite gavage. Il gruppo estratto ACLT + Fructus Xanthii ha ricevuto 100 μL di estratto di Fructus Xanthii diluito in soluzione salina normale, mentre gli altri due gruppi hanno ricevuto 100 μL di soluzione salina normale come controllo del veicolo. A 8 settimane dall'intervento, i topi sono stati soppressi per asfissia da CO2 seguita da lussazione cervicale, e le articolazioni del ginocchio sono state prelevate per analisi istologiche.

9. Colorazione istopatologica

  1. Preparazione istologica e colorazione del tessuto dell'articolazione del ginocchio
    Le articolazioni del ginocchio operate sono state estizzate in blocco alla settimana 8 postoperatorie e fissate con paraformaldeide (PFA) al 4% a 4 °C per 48 ore. Le giunture fissate sono state decalcificate al 10% di acido etilendediaminatetraacetico (EDTA; pH 7,4) per 14 giorni, disidratate tramite una serie di etanolo gradato e incorporate nella paraffina. Sono state preparate sezioni sagittali seriali (5 μm) dalle articolazioni incorporate e sono state eseguite le seguenti procedure di colorazione istologica.
    1. Colorazione di ematossilina ed eosina (H&E)
      È stata eseguita una colorazione di ematossilina ed eosina (H&E) per valutare l'architettura generale dei tessuti, l'integrità della cartilagine e l'iperplasia sinoviale.
    2. Colorazione Safranin-O/Fast Green
      È stata eseguita una colorazione con Safranina-O/Fast Green per rilevare i proteoglicani all'interno del tessuto cartilagineare. Le sezioni colorate sono state esaminate utilizzando un microscopio luminoso dotato di una fotocamera digitale, e sono state catturate immagini con ingrandimenti del 10× e 20×.
  2. Punteggio semi-quantitativo basato su OARSI per la degenerazione della cartilagine
    Per una valutazione semi-quantitativa della degenerazione della cartilagine, le sezioni colorate sono state rivalutate retrospettivamente e valutate secondo il sistema di valutazione istopatologica della cartilagine dell'Osteoarthritis Research Society International, che valuta la gravità del danno cartilagine in base al grado (0–6; estensione della perdita di cartilagine) e allo stadio (0–4; distribuzione spaziale del danno) della degenerazione della cartilagine articolare.
    È stata adottata una strategia post-hoc di blinding per tutte le valutazioni. Tutte le sezioni furono de-identificate rimuovendo le etichette originali del gruppo e furono ricodificate usando numeri di serie anonimi. Due patologi esperti valutarono indipendentemente le sezioni senza conoscere l'assegnazione dei gruppi. La validazione incrociata è stata effettuata tra i due gruppi di risultati di punteggio. Quando la differenza di punteggio era ≥1, le sezioni discrepanti venivano rivalutate congiuntamente dai due patologi per stabilire un punteggio di consenso. I punteggi finali di consenso sono stati utilizzati per analisi statistiche successive per garantire obiettività, robustezza e riproducibilità dei risultati istopatologici.

10. Sequenziamento dell'RNA (RNA-seq)

I condrociti articolari umani primari (passaggi 2–3) sono stati seminati in piastre a 6 pozzi con una densità di 5 × 105 cellule per pozzo. Le cellule sono state difamate di siero per 24 ore e poi suddivise in due gruppi (n = 3 per gruppo): (1) gruppo di controllo: le cellule sono state trattate solo con veicolo (0,1% DMSO); (2) Gruppo estratto di Fructus Xanthii : le cellule sono state trattate con estratto di Fructus Xanthii disciolto in DMSO a 1.000 μg/mL.
Le cellule sono state trattate per 24 ore, dopo di che l'RNA totale è stato estratto utilizzando il reagente TRIzol secondo il protocollo del produttore. L'integrità e la concentrazione dell'RNA (RIN ≥7,0) sono state valutate utilizzando un analizzatore di RNA. Le librerie di cDNA specifiche per il filamento furono preparate utilizzando un kit di preparazione della libreria di sequenziamento RNA e sequenziate su una piattaforma di sequenziamento di nuova generazione (NGS) ad alta produttività in modalità a estremità accoppiata a 150 bp (PE150). Il controllo qualità dei file grezzi FASTQ veniva eseguito tramite FastQC, seguito da adattatore e taglio di qualità con Trimmomatic prima dell'analisi a valle.

11. Elaborazione dati RNA-seq

Geni espressi differenzialmente sotto regolazione dall'estratto di Fructus Xanthii (rispetto al gruppo di controllo; p < 0,05 e logFC < −0,5) sono stati estratti dal dataset RNA-seq e intersecati con i primi 10 target hub. I bersagli principali risultanti associati all'estratto di Fructus Xanthii e all'osteoartrite sono stati visualizzati utilizzando il pacchetto ggvenn.

12. ELISA

I condrociti articolari umani primari nei passaggi 2–3 sono stati seminati in placche a 6 pozzi con una densità di 5 × 105 cellule per pozzo. Le cellule sono state incubate in un mezzo senza siero per 24 ore per indurre la quiescenza. Le celle sono state successivamente suddivise nei seguenti tre gruppi (n = 3 per gruppo):
(1) Controllo vuoto: le cellule sono state trattate solo con veicolo (0,1% DMSO); (2) Controllo positivo: l'infiammazione cellulare è stata indotta con IL-1β, seguita dal trattamento con veicolo (0,1% DMSO); (3) Gruppo estratto di Fructus Xanthii : l'infiammazione cellulare è stata indotta con IL-1β, seguita dal trattamento con estratto di Fructus Xanthii a 1000 μg/mL disciolto in DMSO allo 0,1%. I soprantativi in coltura cellulare venivano raccolti dopo 24 ore di incubazione e conservati a −80 °C fino all'uso. I livelli di MMP1 e PGR nei supernatanti della coltura sono stati determinati utilizzando kit ELISA (immunosorbente legato a enzimi commerciali) disponibili specifici rispettivamente per MMP1 e PGR umani. I test venivano eseguiti secondo le istruzioni dei costruttori.

13. Analisi statistica

Tutte le analisi statistiche sono state effettuate utilizzando software di analisi statistica e grafica, e i dati sono stati presentati come media ± deviazione standard (SD). La normalità dei dati è stata valutata utilizzando il test di Shapiro–Wilk, mentre l'omoscedasticità è stata verificata con il test di Levene. I confronti intergruppi sono stati effettuati utilizzando analisi unidirezionale o bidirezionale della varianza (ANOVA), seguite da test post-hoc di Tukey o Šidák, a seconda dei criteri. Confronti a coppie sono stati effettuati utilizzando un test t di Student a due code. I dati non parametrici sono stati analizzati utilizzando il test Mann–Whitney U. Un valore P bilaterale < 0,05 è stato considerato statisticamente significativo.

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Risultati

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Valutazione della qualità e panorama metabolico dei dati LC-MS/MS non mirati

I campioni di QC hanno dimostrato un'eccellente riproducibilità, come indicato da cromatogrammi TIC altamente sovrapposti sia in modalità ionica positiva che negativa, con una deriva temporale di ritenzione rimasta sotto 0,05 min per l'intero lotto analitico. I dati grezzi sono stati sottoposti a pre-elaborazione basata su XCMS, che ha incluso il rilevamento dei picchi, l'integrazione e l'allineamento...

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Discussione

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

L'OA è una patologia degenerativa articolare diffusa e una delle principali cause di disabilità in tuttoil mondo. La sua patogenesi è complessa e multifattoriale, coinvolgendo cambiamenti biochimici, cellulari e molecolari attraverso i tessuti articolari. Un tempo considerato un semplice fenomeno di "usura" della cartilagine articolare, l'OA è ora ampiamente riconosciuta come una malattia cronica che coinvolge l'intera articolazione, caratterizzata da degradazione...

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Dichiarazioni

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Gli autori dichiarano che non si conoscono interessi finanziari o relazioni personali in conflitto che possano aver influenzato il lavoro riportato in questo articolo.

Ringraziamenti

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Questa ricerca è stata finanziata dal finanziamento del Shandong Province Nature Fund Surface Project Grant (n. ZR2024MH088), il Progetto di Tecnologia della Medicina Tradizionale Cinese della Provincia di Shandong (n. 2020M070), e il Fondo di Coltivazione del Primo Ospedale Affiliato della Prima Università Medica dello Shandong e dell'Ospedale Provinciale di Qianfoshan dello Shandong (Grant No. QYPY2022NSFC0601)".

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
4% PFABiosharp, CinaBL539ApH 7.4, sterile
Topi C57BL/6Vital River Laboratory Animal Technology Co.,Ltd, CinaN/AMaschio, 8-10 settimane di età, 20-25g
Solfato di condroitinaMCE, AmericaHY-B2162Purezza ≥98%
ClusterProfiler (pacchetto R)BioconductorAccesso gratuitoIntegrato in R v4.2.2
Collageneasi, tipo II, in polvereGibco, America17101015≥125 U/mg
CytoscapeCytoscape ConsortiumAccesso gratuito (https://cytoscape.org/)v3.9.1 (con CytoHubba)
CytoscapeCytoscape ConsortiumAccesso gratuitoVersione 3.9.1
DESeq2 (pacchetto R)BioconductorAccesso gratuitoIntegrato in R v4.2.2
DMEM, ad alto contenuto di glucosioGibco, America11965092Medium sterile
EtanoloSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd, Cina10009218Grado analitico, 95%
Acetato di etileSinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd, Cina10009418Grado analitico
Siero bovino fetale (FBS)Cellmax, CinaSA102.02Termoinattivato
Microscopio a fluorescenzaNikon, GiapponeEclipse Ti2-UDotato di filtro GFP (eccitazione 488nm) & fotocamera digitale
Database GEONCBIhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/geo2rStrumento di analisi GEO2R
GraphPad PrismGraphPad Software, LLC, AmericaCommercialeVersione 9.5.1
Kit di colorazione Ematossilina-Eosina(HE)Solarbio, CinaG1120Kit pronto all'uso
Database HERBAccademia delle Scienze Cinesehttp://herb.ac.cn/V2.0
Kit ELISA per MMP-1 umanoYamei Biotechnology, CinaHJ088Per umano, piastra a 96 pozzetti
Kit ELISA per il recettore della progesterone umano (PR)Shanghai Enzyme-Linked Biotechnology Co., Ltd., Cinaml05997Per umano, piastra a 96 pozzetti
ImageJNational Institutes of Health (NIH)Accesso gratuitoVersione 1.53t
Microscopio otticoOlympus, GiapponeBX53Obiettivi 10×/20× & fotocamera digitale
LiofilizzatoreChrist, GermaniaAlpha 1-4 LDplusSistema di liofilizzazione
Kit di colorazione modificato Saffron-O e Fast GreenSolarbio, CinaG1371Per la colorazione di ossa/cartilagine
Balsamo neutroSolarbio, CinaG8590Medium di montaggio
Penicillina-StreptomicinaGibco, America15070063100×, sterile
Soluzione salina tamponata con fosfati (PBS)Sparkjade, CinaCR0013-500MLpH 7.2-7.4, sterile
Software RFondazione R per l'Elaborazione StatisticaAccesso gratuito (https://www.r-project.org/)v4.4.1 (con ggvenn)
Medium di congelamento cellulare privo di sieroBiosharp, CinaBL203BSterile
Staphylococcus aureusAmerican Type Culture Collection (ATCC)ATCC 25923Stamma standard
Database STRINGConsorzio STRINGhttps://string-db.org/Analisi delle interazioni proteiche
Database TCMIDShaanxi Qinling Qiyao Collaborative Innovation Centerhttps://www.tcmsp-e.com/tcmspsearch.phpV3.0
Zebrafish Tg(col2a1a:EGFP)Zebrafish International Resource Center (ZIRC)N/ALarve (2 dpf), ceppo AB
Reagente TRIzolThermo Fisher, America15596018CNPer l'estrazione di RNA totale
Tripsina-EDTA (0,25%), rosso fenoloGibco, America25200056Soluzione sterile
Cromatografia liquida ad alte prestazioni (UHPLC)Thermo Fisher, AmericaQ Exactive FocusAccoppiata con HRMS/MS
XCMS-onlineScripps Research InstituteAccesso gratuitoPiattaforma basata sul web

Ristampe e permessi

Richiedi il permesso di riutilizzare il testo o le figure di questo articolo JoVE

Richiedi permesso

Tag

Trattamento dell osteoartriteeffetti condroprotettiviprofilazione metabolomicafarmacologia di reteanalisi trascrittomicamodello di cartilagine in zebrafishsequenziamento dell RNAsaggio ELISA

Articoli correlati