Questo studio è stato esaminato e approvato dal Comitato Etico Animale dell'Ospedale dell'Amicizia Cina-Giappone (Approvazione n.: zryhyy21-22-08-10) e condotto seguendo le linee guida istituzionali per la cura etica e l'uso degli animali da laboratorio.
Previsione e screening di bersagli correlati al TFRD e associati alla GA
I costituenti chimici di Rhizoma Drynariae sono stati recuperati dal Traditional Chinese Chinese Systems Pharmacology Database and Analysis Platform (TCMSP) utilizzando "Rhizoma Drynariae" come terminedi ricerca 29. Lo screening per costituenti potenzialmente bioattivi è stato effettuato basandosi sui criteri di biodisponibilità orale (OB) ≥ 30% e somiglianza farmacologica (DL) ≥ 0,18, 30,31,32. Dal pool di composti risultante, i componenti flavonoidi sono stati successivamente identificati e selezionati in base alle loro strutture chimiche. Questi componenti flavonoidi, d'ora in poi chiamati flavonoidi totali del Rhizoma Drynariae (TFRD), sono stati incorporati nell'analisi a valle. Dopo aver recuperato i geni target associati a TFRD dal database TCMSP, i loro simboli genici standardizzati corrispondenti sono stati annotati utilizzando il databaseUniProt 33. Utilizzando "gotta" come termine di ricerca, i target correlati alle malattie sono stati recuperati dal database GeneCards per stabilire un insieme di genicandidati 34.
Istituzione della rete compound-target
L'intersezione tra i bersagli associati alla TFRD e quelli correlati alla GA è stata identificata e definita come i principali bersagli terapeutici che mediano gli effetti anti-GA della TFRD, e l'insieme sovrapposto è stato visualizzato utilizzando un diagramma di Venn. Inoltre, è stata costruita e analizzata una rete regolatoria di "TFRD - target - GA" utilizzando il softwareCytoscape 35.
Rete di interazione proteina-proteina
I principali target terapeutici della TFRD contro l'AG sono stati importati in un database online per generare una rete di interazione proteina-proteina (PPI), con il punteggio minimo richiesto impostato su "alta confidenza (0,700)"36. La rete PPI è stata ottimizzata utilizzando il software Cytoscape, e i primi 30 target core classificati per centralità di grado sono stati selezionati per generare un grafico a barre37,38.
Analisi dell'arricchimento delle vie KEGG
L'analisi di arricchimento delle vie KEGG è stata effettuata su questi target principali utilizzando il software R e il databaseBioconductor 38,39. I percorsi con un valore p < 0,05 sono stati considerati statisticamente significativi. Dopo aver escluso le vie correlate a malattie e metabolismo, in Cytoscape è stata visualizzata una rete di interazione via-bersaglio. Tra questi percorsi, i primi 20 percorsi classificati per valore P crescente sono stati presentati in un grafico a barre.
Preparazione dei farmaci
Per la preparazione di una sospensione cristallina di monosodio urato (MSU), 500 mg di cristalli MSU venivano pesati utilizzando una bilancia analitica, dispersi in 10 mL di soluzione salina normale e 2 mL di Tween 80, e riscaldati durante la mescolare magneticamente. La miscela è stata poi regolata a un volume finale di 20 mL con soluzione salina normale per ottenere una sospensione di 25 mg/mL. Dopo l'autoclav, la sospensione veniva conservata a 4 °C fino all'uso. La dose clinica comune per TFRD è di 750 mg al giorno per un adulto di 70 kg, corrispondente a una dose di 67,5 mg/kg di peso corporeo al giorno per ratti. Il TFRD veniva disciolto in acqua distillata fino a una concentrazione di 6,75 mg/mL e conservato a 4 °C per un uso successivo. Secondo il metodo di normalizzazione della superficie corporea, la dose orale equivalente di colchicina (il farmaco positivo) nei ratti convertiti dalla dose clinica umana (0,6 mg/60 kg) è 0,062 mg/kg. Una soluzione di colchicina veniva preparata in acqua distillata a una concentrazione di 0,0062 mg/mL e conservata a 4 °C per un uso successivo.
Animali
In questo studio sono stati utilizzati in totale 36 maschi di ratti Sprague–Dawley (SD) di sei settimane (220 ± 10 g) (licenza animale n. SCXK [Jing] 2025-0008). Gli animali venivano ospitati presso il Centro per Animali da Laboratorio dell'Ospedale dell'Amicizia Cina-Giappone in condizioni dietetiche standard a una temperatura di 22–24 °C e umidità del 50–70%.
Istituzione e intervento del modello
Dopo una settimana di acclimatazione, i ratti sono stati divisi casualmente in quattro gruppi (n = 9 ciascuno): controllo, modello, TFRD e farmaco positivo. La randomizzazione veniva effettuata utilizzando una tabella dei numeri casuali. La raccolta e l'analisi dei dati sono state condotte in condizioni di cieco. Tutti i trattamenti venivano somministrati una volta al giorno tramite gavaga orale. Tutti gli interventi sono stati somministrati una volta al giorno tramite gavage orale alle 08:00 per sette giorni consecutivi. I gruppi di controllo e modello a vuoto hanno ricevuto soluzione fisiologica normale (10 mL/kg), mentre i gruppi TFRD e quelli positivi hanno ricevuto le rispettive sospensioni farmacologiche a un volume equivalente (10 mL/kg). Il quarto giorno di interventi, il gruppo di controllo a vuoto ha ricevuto un'iniezione intra-articolare di soluzione fisiologica normale sterile, mentre i ratti del modello, TFRD e dei gruppi farmaci positivi sono stati iniettati con una sospensione cristallina MSU per indurre artrite gottosa acuta. Prima dell'iniezione, i ratti venivano anestetizzati utilizzando un sistema anestesiario a isoflurano. Ogni ratto nel modello, TFRD e i gruppi di farmaci positivi ricevevano 200 μL di sospensione MSU nella cavità dell'articolazione della caviglia sinistra. Dopo il ritiro dell'ago, si applicava una pressione delicata sul sito di iniezione con un cotton fioc sterile per alcuni secondi per evitare perdite.
Raccolta e lavorazione dei campioni
72 ore dopo l'induzione del modello, i ratti sono stati anestetizzati e posizionati supini. Dopo la disinfezione addominale, la cavità peritoneale è stata aperta e l'intestino è stato delicatamente retrato per esporre l'aorta addominale. Un ago per la raccolta del sangue veniva inserito parallelo al vaso per prelevare sangue aortico addominale, che veniva immediatamente trasferito in tubi eparinizzati pre-raffreddati in un bagno d'acqua ghiacciato. I campioni sono stati centrifugati a 3000 × g per 10 minuti a 4 °C per ottenere il siero, che è stato allicitato e conservato a -80 °C per una successiva profilazione metabolomica. Gli animali sono stati poi soppressi tramite asfissia con CO₂. Il pelo intorno all'articolazione della caviglia sinistra è stato rasato e la pelle e i muscoli circostanti sono stati accuratamente rimossi per esporre la struttura articolare intatta. Il tessuto sinovicale, che appare come una sottile membrana biancastra che riveste la capsula articolare, è stato delicatamente isolato dalla fascia adiacente usando pinze sottili. I campioni di articolazione raccolti sono stati fissati al 4% di paraformaldeide a 4 °C per 72 ore. Successivamente, parte del tessuto articolare è stata decalcificata in soluzione di decalcificazione EDTA, con la soluzione rinnovata settimanalmente per 8 settimane. La completa decalcificazione è stata confermata tramite test con puntura a ago: se si incontrava resistenza, la decalcificazione veniva proseguita fino a quando il tessuto non era completamente penetrabile.
Dopo la decalcificazione, le articolazioni della caviglia venivano sezionate sagittalmente, inserite in cassette di elaborazione e sottoposte a disidratazione da etanolo graduale. I tessuti venivano eliminati nello xilene, infiltrati con la paraffina e inseriti in blocchi di paraffina. Sezioni di 6 μm di spessore venivano tagliate utilizzando un microtomo automatico, fatte galleggiare su un bagno d'acqua a 40 °C e montate su vetrine adesive. Dopo l'asciugatura a 60 °C per 30 minuti, le sezioni sono state deparafinizzate, colorate con ematossilina ed eosina (H&E) secondo i protocolli standard, e infine coperte con balsamo neutro. Le immagini intere delle diapositive venivano acquisite utilizzando uno scanner digitale per diapositive.
Analisi della metabolomica sierica
I campioni di siero provenienti dai gruppi modello e TFRD sono stati scongelati a 4 °C prima della lavorazione. Per ogni campione, 100 μL di siero venivano trasferiti in un tubo microcentrifuga e combinati con 400 μL di solvente di estrazione preraffreddato (metanolo: acetonitrile, 1:1, v/v) contenente standard interni. La miscela è stata sottoposta a un vortice per 1 minuto, seguita da una sonicazione in un bagno d'acqua ghiacciata per 10 minuti. Successivamente è stato incubato a -40 °C per 1 ora per facilitare la precipitazione delle proteine e successivamente centrifugato a 12.000 × g per 15 minuti a 4 °C. Il sovrantantante ottenuto dopo la centrifugazione è stato accuratamente raccolto e trasferito in fiale autocampionatore per l'analisi UHPLC–MS. Inoltre, volumi uguali di sovrantanti provenienti da ciascun campione all'interno dello stesso gruppo sono stati messi in comune per generare campioni di controllo qualità (QC).
Dopo la rilevazione dei metaboliti in campioni di siero dei due gruppi, i dati grezzi della spettrometria di massa sono stati processati da software dedicato per la rilevazione, estrazione, allineamento e integrazione automatizzati dei picchi, ottenendo una matrice di dati strutturata delle caratteristiche spettrali degli ioni. Le caratteristiche spettrali rilevate sono state confrontate con le librerie spettrali metabolomiche consolidate per identificare i metaboliti derivati dalla TFRD che erano entrati nella circolazione sistemica. Le caratteristiche non identificate e quelle con valori eccessivi mancanti sono state rimosse dal dataset. Il dataset curato è stato ri-indicizzato e strutturato in un formatostandardizzato 40.
L'espressione differenziale dei metaboliti tra i due gruppi è stata valutata calcolando sia il cambiamento di piega (FC, espresso come rapporto intergruppo) sia la significatività statistica (p-valore). Metaboliti che soddisfano la soglia di |log₂FC| ≥ 1 e P < 0,05 sono stati definiti come metaboliti differenzialmente espressi (DEM). I risultati dello screening sono stati riassunti visivamente utilizzando metodi come i grafici vulcanici. I metaboliti differenziali selezionati sono stati successivamente importati nel database di PubChem per ottenere i loro identificatori canonici (CID)41. Gli ID KEGG corrispondenti sono stati poi ottenuti in base ai CID. Infine, gli ID KEGG sono stati importati in una piattaforma di analisi metabolomica per effettuare un'analisi di arricchimento delle vie metaboliche e identificare le vie di segnalazione significativamente associate ai DEM.
ELISA
I campioni di tessuto sinoviale venivano congelati rapidamente in azoto liquido e polverizzati in una polvere fine. Circa 100 mg di polvere venivano pesati con una bilancia elettronica di precisione, miscelati con 1 mL di PBS gelato e omogeneizzati su ghiaccio usando un omogeneizzatore di vetro. L'omogenato fu centrifugato a 10.000 × g per 5 minuti a 4 °C, e il soprannatante fu raccolto per una successiva rilevazione ELISA. Prima dell'analisi, il kit ELISA è stato lasciato bilanciare a temperatura ambiente per 30 minuti. Tutti i reagenti, inclusi standard diluiti serialmente, tampone di lavaggio, soluzione di lavoro con anticorpi marcati con biotina e soluzione coniugata enzimaticamente, sono stati preparati secondo le istruzioni del produttore. Successivamente, 100 μL di standard a diverse concentrazioni e campioni sono stati aggiunti ai pozzi designati della micropiastra pre-rivestita. La piastra è stata sigillata e incubata a 37 °C per 90 minuti. Dopo l'incubazione, il contenuto veniva scartato e i pozzi venivano lavati quattro volte. Successivamente, sono stati aggiunti 100 μL di soluzione di lavoro per anticorpi biotinilati in ciascun pozzo, seguiti da un'incubazione a 37 °C per 60 minuti e un altro passaggio di lavaggio. Successivamente, sono stati introdotti 100 μL di soluzione lavorativa coniugata enzimatica, e la piastra è stata incubata a 37 °C per 30 minuti, seguita da un ulteriore lavaggio. È stato poi aggiunto un substrato cromogenico e la piastra è stata incubata al buio a 37 °C per 10 minuti. La reazione veniva interrotta aggiungendo 100 μL di soluzione di stop, e l'assorbanza veniva misurata a 450 nm utilizzando un lettore a micropiastre. Una curva standard è stata costruita adattando i valori di densità ottica (OD) degli standard alle corrispondenti concentrazioni, e le concentrazioni campionarie sono state calcolate di conseguenza.
Tachia occidentale
I tessuti sinoviali venivano rapidamente congelati e macinati meccanicamente fino a ottenere una polvere fine. Una porzione misurata della polvere è stata lisata in un volume appropriato di buffer RIPA gelato integrato con proteasi e proteasi e interferenti della fosfatasi (1:100, v/v), seguita da incubazione sul ghiaccio per 30 minuti. I lisati sono stati poi centrifugati a 10.000 × g per 5 minuti a 4 °C, e i soprannatanti sono stati accuratamente raccolti. Le concentrazioni proteiche sono state quantificate tramite un saggio BCA e tutti i campioni sono stati regolati a concentrazioni uguali con il tampone RIPA. Le proteine sono state separate tramite SDS-PAGE e trasferite sulle membrane PVDF. Le membrane sono state bloccate e poi incubate con anticorpi primari (diluizione 1:1000), seguite da anticorpi secondari (diluizione 1:5000). I segnali proteici sono stati visualizzati utilizzando un sistema di rilevamento ECL, e le intensità delle bande sono state quantificate tramite il software Image Lab (Versione 5.2.1). I livelli relativi di espressione sono stati normalizzati rispetto alla β-actina.
Analisi statistica
Le analisi statistiche sono state effettuate utilizzando il software SPSS (versione 20.0). I dati sono presentati come media ± deviazione standard (SD). Per confronti tra gruppi multipli, è stata utilizzata l'analisi unidirezionale della varianza (ANOVA) quando si è soddisfatta l'assunzione di omogeneità della varianza, seguita dal test LSD per confronti a coppie post hoc. Se non veniva raggiunta l'omogeneità della varianza, veniva eseguita l'ANOVA di Welch, seguita dal test T3 di Dunnett per confronti multipli. Un p-valore < 0,05 è stato considerato statisticamente significativo.