Протокол исследования был рассмотрен и одобрен Комитетом по этике экспериментов на животных Хэйлунцзянского университета китайской медицины (одобрение #2023021101). Все эксперименты на животных проводились в соответствии с руководящими принципами ARRIVE, а также соответствующими национальными и институциональными рекомендациями по уходу за лабораторными животными и их использованию. Поскольку это исследование включало эксперименты на животных, информированное согласие не было применимо. Все процедуры разведения животных и добычи пушнины строго соблюдались в соответствии с китайским Техническим регламентом по управлению разведением диких животных. Исследование было одобрено Комитетом по этике экспериментов на животных Хэйлунцзянского университета китайской медицины, Китай (одобрение #2023021101).
Подготовка образцов желчи голубой лисицы
Ресурс желчи голубой лисы приведен в Таблице материалов. В общей сложности 30 голубых лисиц (Vulpes lagopus) были усыплены электрошоком с последующим сбором меха и желчного пузыря. Желчный пузырь голубой лисы имеет овальную форму, с узким верхним отделом и вздутым нижним отделом. Его внешняя поверхность темно-коричневого цвета с видимыми складками, а мембрана капсулы тонкая. Желчь немедленно отсасывалась с помощью стерильного одноразового шприца объемом 1 мл и приобретала темно-черный или темно-зеленый цвет. Затем желчные пузыри высушивали при 37 °C в течение 48 ч для получения сухого порошка желчи голубой лисы (рис. 1). Полученный порошок желчи имел желто-коричневый оттенок с блестящей, рыхлой текстурой. Средний выход сухого порошка желчи на один желчный пузырь составил примерно 0,82 ± 0,30 г. Для подготовки образца 250 мг порошка высушенной желчи голубой лисицы (как описано выше) или медведя (см. Таблицу материалов) растворяли в 1 мл 70% метанола хроматографического качества. Раствор подвергали ультразвуковой обработке ультразвуком (40 кГц, 300 Вт), фильтровали через мембрану размером 0,22 мкм, разбавляли до конечного объема 50 мл (т.е. до 5 мг/мл) и далее разбавляли до рабочей концентрации 0,5 мг/мл для последующего анализа. Общий экспериментальный рабочий процесс кратко представлен на дополнительном рисунке 1.
В этом исследовании диапазон дозировки порошка желчи голубой лисицы, используемого для экспериментов на животных, составлял 5-10 г/кг на основании предыдущих оценок токсичности и фармакологических исследований, при этом при этих концентрацияхне наблюдалось существенных побочных эффектов. Во время приготовления порошка желчи желчные пузыри сушили при 37 °С в течение 48 ч; Однако время сушки может варьироваться в зависимости от местной влажности и объема образца, поэтому содержание влаги следует проверять, чтобы обеспечить полное обезвоживание. Для растворения концентрация 5 мг/мл в метаноле хроматографического качества была оптимальной для анализов ВЭЖХ и UPLC-Q-TOF-MS; Неполное растворение или остатки твердых частиц могут повлиять на точность анализа, что потребует дополнительной ультразвуковой обработки или фильтрации. Известным ограничением является изменчивость состава желчи из-за сезонных, диетических и индивидуальных физиологических различий среди голубых лисиц, которые могут влиять на относительное содержание активных соединений, таких как TUDCA и UDCA16. Поэтому перед фармакологическим использованием рекомендуется проводить валидацию партии с помощью хроматографического профилирования, чтобы обеспечить постоянство профилей компонентов.
Сетевой фармакологический анализ
Химический состав желчи голубой лисы был проанализирован с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (см. Таблицу материалов) и ультравысокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с квадрупольной времяпролетной масс-спектрометрией (UPLC-Q-TOF-MS). ВЭЖХ проводили с использованием колонки SB-C18 (4,6 мм x 150 мм, 5 мкм) с подвижной фазой, состоящей из 0,03 М дигидрофосфата натрия (pH скорректирован до 4,4 с использованием фосфорной кислоты) в качестве фазы А и метанола (см. Таблицу материалов) в качестве фазы В (Таблица 1). Длина волны детектирования была установлена на уровне 210 нм, скорость потока подвижной фазы составила 1,0 мл/мин, а температура колонки составила 40 °C. Объем инъекции составил 10 мкл. Анализ UPLC-Q-TOF/MS проводили с использованием колонки UPLCTM HSS T3 (см. Таблицу материалов). Подвижная фаза состояла из ацетонитрила (А)-0,1% водного раствора муравьиной кислоты (В; см. таблицу материалов). Программа градиентного элюирования была следующей: 0-25,0 мин, 98%-2% А, и 25,0-28,0 мин, 2%-2% А при расходе 4 мл/мин. Температура столба поддерживалась на уровне 35 °С. Масс-спектрометрию проводили с использованием источника ионизации с электрораспылением (ЭСИ) со следующими параметрами: расход газа растворителя 650 л/ч, температура газа растворителя 350 °С, расход конусного газа 50 л/ч, температура ионного источника 120 °С, капиллярное напряжение 2,8 кВ (режим положительных ионов) и 2,0 кВ (режим отрицательных ионов), напряжение конуса 25 В и энергия столкновения 6 эВ. Спектры собирали каждые 0,2 с интервалом 0,02 с. Лейцин-энкефалин (см. Таблицу материалов; [M+H]+=556,2771) использовали в качестве эталонного калибровочного раствора при концентрации 40 фмоль/мкл и расходе 15 мкмоль/мин17.
Анализ химического состава и прогнозирование цели
Активные компоненты желчи голубой лисы были идентифицированы с помощью ВЭЖХ и UPLC-Q-TOF/MS, с аурохолевой кислотой и таурурсодезоксихолатом натрия (см. Таблицу материалов) в качестве внутренних стандартов18. Структурные формулы идентифицированных соединений были получены из базы данных PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/). Для изучения потенциальных биологически активных мишеней активные компоненты желчи голубой лисы были опрошены в базе данных PharmMapper (http://www.lilab-ecust.cn/pharmmapper/) для идентификации ассоциированных генов-мишеней.
Используя в качестве ключевых слов алкогольное повреждение печени и алкогольное повреждение печени, гены, связанные с заболеванием, были получены из баз данных GeneCards (https://www.genecards.org/) и OMIM (https://omim.org/). В базе данных GeneCards цели были отсортированы в соответствии с оценкой релевантности, при этом порог был установлен на уровне ≥ 20. Этот широко используемый эмпирический порог обеспечивает баланс между чувствительностью и специфичностью, сохраняя большинство потенциально релевантных генов (высокая память) и отфильтровывая слабородственные или зашумленные гены (высокая точность). В отличие от этого, в базе данных OMIM не применялась дополнительная фильтрация, поскольку она захватывает цели с сильными генетическими доказательствами, тем самым дополняя оценки вычислительной релевантности GeneCards. Полученные данные о целях были объединены и дублированы для идентификации целей, связанных с ALD. Мишени для активных ингредиентов и мишени для болезней сравнивали с использованием Venny 2.1.0 (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html) для визуализации. Пересечения были определены как потенциальные мишени желчи голубой лисы против ALD и были импортированы в базу данных STRING (http://version10.string-db.org/). В базе данных STRING сеть взаимодействия была построена с параметрами по умолчанию (средняя доверительная оценка ≥ 0,4), а свободные узлы были скрыты для улучшения наглядности визуализации. Свободные узлы были скрыты для создания диаграммы сети белок-белкового взаимодействия (PPI), которая была визуализирована с помощью программного обеспечения Cytoscape (версия 3.9.1). Топологический анализ был проведен для вычисления значений степеней, и шесть целей с наибольшими значениями степени были идентифицированы с помощью базы данных для аннотации, визуализации и интегрированного обнаружения (DAVID, https://david.ncifcrf.gov/) с порогом значимости p < 0,05. Для анализа обогащения путей использовалась база данных Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG).
Молекулярный докинг
Молекулярный докинг был проведен для оценки взаимодействий между основными белками-мишенями и биологически активными компонентами желчи голубой лисицы. Трехмерные структуры основных белков-мишеней были получены из банка данных белков (https://www.rcsb.org/) Исследовательской совместной лаборатории структурной биоинформатики (RCSB), а структуры желчных компонентов были получены из базы данных PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/). Моделирование стыковки проводилось с использованием программного обеспечения Molecular Operating Environment (MOE) (версия 2022.02). Для AKT1 была загружена кристаллическая структура (PDB ID: 4EKL), а предварительная обработка в MOE включала удаление молекул воды и исходных лигандов, добавление водорода с протонированием при физиологическом pH (7,0) и минимизацию энергии. Лигандные структуры (TUDCA, UDCA, TCDCA, TCA и билирубин) были извлечены из PubChem, и энергия была сведена к минимуму перед стыковкой. В процессе докинга были получены множественные конформации лигандов, и каждая конформация была помещена в связывающий карман рецептора в различных пространственных ориентациях. Стыковка была выполнена с использованием протокола Induced Fit, с London dG для первоначального размещения и Affinity dG в качестве функции оценки. Для каждого лиганда было сгенерировано тридцать конформаций, а окончательные позы были уточнены с помощью оптимизации силового поля. Все остальные параметры были установлены по умолчанию MOE без дальнейшей тонкой настройки. Сродство между конформацией каждого лиганда и рецептором оценивалось с помощью функции подсчета баллов программного обеспечения. Результаты стыковки оценивались по свободной энергии связывания, при этом в качестве репрезентативного режима связывания была выбрана наиболее отрицательная энергетическая конформация в самом большом кластере. Для визуализации был выбран режим связывания с наибольшим сродством и оптимальной конформацией. Значения сродства ниже −4,25 ккал/моль указывают на связывание лиганд-мишень, значения ниже −5,0 ккал/моль указывают на умеренное связывание, а значения ниже −7,0 ккал/моль указывают на сильное сродство связывания 19.
Мышиные модели ALD
Для этого исследования было приобретено 30 специфических мышей породы Куньмин без патогенов (18-22 г, в возрасте 6-8 недель, 15 самцов, 15 самок). Животные содержались в контролируемых условиях при температуре 25 ± 2 °C с относительной влажностью 60% ± 10%, с ограниченным доступом к пище и воде. Перед началом эксперимента мышей акклиматизировали в течение 1 недели.
Модель НОП была создана следующим образом. Раствор этанола 70% v/v получали путем отмеривания 70,21 мл безводного этанола в мерной колбе и добавления сверхчистой воды до конечного объема 100 мл. Раствор перемешивали магнитной мешалкой в течение 1 мин и давали постоять 5 мин до тех пор, пока не наблюдалось разделение фаз. Доза зонда составляла 2 мл/кг массы тела, вводилась один раз в сутки в течение 7 дней подряд. Утром 7-го дня, через 4 ч после окончательного зондирования, были собраны образцы крови и тканей печени для дальнейшего анализа. Становление модели подтверждено оценкой типичных показателей поражения печени. Определяли сывороточные уровни аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ), общего холестерина (T-CHO) и малонового диальдегида (MDA). Кроме того, ткани печени подвергали гистопатологическому исследованию с использованием окрашивания гематоксилином и эозином (H&E) для оценки морфологии гепатоцитов, цитоплазматической вакуолизации, некроза и воспалительной инфильтрации клеток. Мыши были случайным образом распределены на пять групп (n=6 в группе): контрольная группа получала 2 мл/кг дистиллированной воды; модельная группа получала 2 мл/кг 70% этанола без обработки; положительной контрольной группе вводили гепатопротекторные таблетки в дозе 0,4 г/кг (см. таблицу материалов); Группе с высокими дозами порошка желчи голубой лисы вводили 10 г/кг порошка желчи голубой лисицы; Группе с низкими дозами порошка желчи голубой лисы вводили 5 г/кг порошка желчи голубой лисицы. Во всех группах, кроме контрольной группы, перорально вводили 70% этанол (2 мл/кг) один раз в день в течение 7 дней подряд для индуцирования алкогольного повреждения печени. На 7-й день, через 4 ч после введения этанола, были назначены соответствующие методы лечения (гепатопротекторные таблетки или порошок желчи голубой лисы) и проведены последующие эксперименты. Контрольная группа получала дистиллированную воду на протяжении всего эксперимента.
Определение сывороточных трансаминаз (АЛТ и АСТ) и набора общего холестерина (T-CHO)
Образцы крови центрифугировали при 1000 х г в течение 15 мин при 4 °С для получения сыворотки. Образцы хранились при температуре -20 °C до проведения анализа. Коммерческие наборы использовались для измерения уровней ALT, AST и T-CHO (см. Таблицу материалов) в соответствии с инструкциями производителя.
Контроль массы тела
После 7 последовательных дней приема этанола лечение проводилось на 7-й день, а эксперименты проводились через 4 часа после утреннего приема. Масса тела регистрировалась 2 раза в день в течение периода наблюдения. Массу тела без голодания измеряли с помощью электронных аналитических весов на 1, 2, 3, 5, 7, 10 и 14 день после приема.
Обработка образцов тканей
На 14-е сутки после приема препарата регистрировалась масса тела и оставшийся прием пищи. Затем животных постили во второй половине дня со свободным доступом к воде. На следующий день (после периода голодания в 12-16 часов) масса тела натощак измерялась перед эвтаназией по вывиху шейки матки. Макроскопические патологоанатомические исследования были проведены для оценки морфологических изменений в основных органах, включая, помимо прочего, сердце, печень, селезенку, легкие, почки, надпочечники, мозг, желудок, кишечник, яички, простату, яичники и матку. Образцы тканей из сердца, печени, селезенки, легких, почек, желудка и кишечника были случайным образом собраны из контрольной группы (CN) и группы голубой лисы (LH) с низкими дозами, зафиксированными в 4% параформальдегиде, погруженными в парафин, разрезанными и окрашенными гематоксилином и эозином (H&E) для гистопатологической оценки. Срезы тканей были исследованы и визуализированы под микроскопом.
Окрашивание H&E
Образцы печени фиксировали с помощью 4% параформальдегида в фосфатно-солевом буфере (PBS), погружали в парафин и разрезали. Срезы депарафинизировали в ксилоле I и II, регидратировали в убывающих концентрациях этанола (100%, 95%, 85% и 75%) и промывали водой, дифференцировали, снова промывали и воронили с помощью воронеющего раствора. После промывки срезы обезвоживали в 85% и 95% этаноле в течение 5 мин каждый, окрашивали эозином в течение 5 мин и обезвоживали в безводном этаноле I, II и III (по 5 мин каждый). Наконец, срезы были очищены в ксилоле I и II (по 5 мин каждый) и смонтированы нейтральной камедью. Изображения были получены с помощью светового микроскопа (100x).
Определение малонового диальдегида (МДА) в тканях печени
Образцы печени гомогенизировали в 9 объемах физиологического раствора с помощью тканевого измельчителя. Гомогенат центрифугировали при 700 x g в течение 10 мин при 4 °C. Анализ MDA проводили на надосадочной жидкости с использованием коммерческого набора (см. Таблицу материалов) в соответствии с инструкциями производителя.
Статистический анализ
Данные представлены в виде средних значений ± стандартных отклонений (УР). Групповые сравнения проводились с использованием дисперсионного анализа (ANOVA) с последующим апостериорным тестом с наименьшей значимой разницей (LSD). Двусторонние p-значения <0,05 считались статистически значимыми.