Это исследование было рассмотрено и одобрено Комитетом по этике животных Китайско-японской дружбной больницы (номер одобрения: zryhyy21-22-08-10) и проведено в соответствии с институциональными рекомендациями по этическому уходу и использованию лабораторных животных.
Прогнозирование и скрининг целей, связанных с TFRD и GA,
Химические составляющие Rhizoma Drynariae были извлечены из базы данных и платформы анализа традиционных китайских медицинских систем фармакологии (TCMSP) с использованием запроса «Rhizoma Drynariae»в качестве поискового запроса 29. Скрининг на потенциально биоактивные компоненты проводился на основе критериев пероральной биодоступности (OB) ≥ 30% и подобия препарата (DL) ≥ 0,18 30,31,32. Из полученного пула соединений были впоследствии идентифицированы и отобраны флавоноидные компоненты в соответствии с их химической структурой. Эти флавоноидные компоненты, далее называемые полными флавоноидами Rhizoma Drynariae (TFRD), были включены в дальнейший анализ. После извлечения целевых генов, связанных с TFRD, из базы данных TCMSP, соответствующие стандартизированные символы генов были аннотированы с помощью базы данныхUniProt 33. Используя термин «подагра» в качестве поискового запроса, из базы данных GeneCards были извлечены заболевающие мишени для установления набора кандидатныхгенов 34.
Создание сети составных целей
Пересечение мишеней, связанных с TFRD, и мишенями, связанными с GA, было выявлено и определено как ключевые терапевтические цели, опосредующие анти-GA-эффекты TFRD, а перекрывающийся набор визуализировался с помощью диаграммы Венна. Кроме того, была построена и проанализирована регулирующая сеть «TFRD - targets - GA» с использованием программного обеспечения Cytoscape35.
Сеть взаимодействия белок-белок
Ключевые терапевтические цели TFRD против GA импортировались в онлайн-базу данных для создания сети взаимодействия белков и белков (PPI), при этом минимально требуемый балл взаимодействия был установлен как «высокая уверенность (0,700)»36. Сеть PPI была оптимизирована с помощью программного обеспечения Cytoscape, а топ-30 целей ядра, ранжированных по степени централизации, были выбраны для создания столбчатогографика 37,38.
Анализ обогащения путей KEGG
Анализ обогащения путей KEGG проводился на этих основных целях с использованием программного обеспечения R и базы данныхBioconductor 38,39. Пути с p-значением < 0,05 считались статистически значимыми. После исключения путей, связанных с заболеваниями и метаболизмом, в Cytoscape была визуализирована сеть взаимодействия между путями и целью. Среди этих путей топ-20 путей, ранжированных по возрастающему значению P, были представлены в виде барного графика.
Подготовка лекарств
Для приготовления кристаллической суспензии мононатриевого урата (MSU) 500 мг кристаллов MSU взвешивались с помощью аналитических весов, дисперсировали в 10 мл обычного физиологического раствора и 2 мл Tween 80, а затем нагревались при магнитном помешивании. Затем смесь была скорректирована до конечного объёма 20 мл с обычным физиологическим раствором для получения суспензии 25 мг/мл. После автоклавирования подвеска хранилась при 4 °C до начала использования. Обычная клиническая доза TFRD составляет 750 мг в день для взрослого человека весом 70 кг, что соответствует дозе крыс в 67,5 мг/кг массы тела в день. TFRD растворялся в дистиллированной воде до концентрации 6,75 мг/мл и хранился при 4 °C для последующего использования. Согласно методу нормализации поверхности тела, эквивалентная пероральная доза колхицина (положительного препарата) у крыс, преобразованная из клинической человеческой дозы (0,6 мг/60 кг), составляет 0,062 мг/кг. Раствор колхицина был приготовлен в дистиллированной воде в концентрации 0,0062 мг/мл и хранён при 4 °C для последующего использования.
Животные
В этом исследовании было использовано всего 36 шестинедельных самцов крыс Sprague–Dawley (SD) (220 ± 10 г) (лицензирование животных No SCXK [Jing] 2025-0008). Животные содержались в Центре лабораторных животных Китайско-японской больницы дружбы в стандартном рационе при температуре 22–24 °C и влажности 50–70%.
Создание модели и вмешательство
После одной недели акклиматизации крыс случайным образом делили на четыре группы (n = 9 каждая): контрольная, модельная, TFRD и положительный препарат. Рандомизация проводилась с использованием таблицы случайных чисел. Сбор и анализ данных проводились в условиях «слепых». Все процедуры проводились один раз в день с помощью орального гаважа. Все вмешательства проводились один раз в день оральной гаважной процедурой в 08:00 в течение семи последовательных дней. Пустые контрольные и модельные группы получили нормальный физиологический раствор (10 мл/кг), тогда как TFRD и положительные группы препаратов получили соответствующие суспензии в эквивалентном объёме (10 мл/кг). На четвёртый день вмешательства в контрольную группу с пустыми глазами была введена внутрисуставная инъекция стерильного физиологического раствора, а крысам из модели, TFRD и положительных групп препаратов ввели кристаллическую суспензию MSU для индуцирования острого подагры. Перед инъекцией крыс анестезиировали с помощью системы анестезии изофлурана. Каждая крыса в модели, TFRD и положительных группах препаратов получила по 200 мкл суспензии MSU в полость левого голеностопного сустава. После удаления иглы на место инъекции несколько секунд применялось мягкое давление стерильной ватной палочкой для предотвращения протечки.
Сбор и обработка образцов
Через 72 часа после модельной индукции крыс были анестезиированы и уложены на спине. После абдоминальной дезинфекции брюшную полость открывали, а кишечник аккуратно убирали, чтобы обнажить брюшную аорту. Параллельно сосуду вводилась игла для забора крови в брюшной аорте, которая немедленно переливалась в гепаринизированные трубки, предварительно охлаждённые в ванне со льдом. Образцы центрифугировали при температуре 3000 × г в течение 10 минут при 4 °C для получения сыворотки, которая была аликотирована и сохранена при -80 °C для последующего метаболомного профилирования. Животных затем усыпляли с помощью CO₂ асфиксии. Шерсть вокруг левого голеностопного сустава была выбрита, а окружающая кожа и мышцы аккуратно удалены, чтобы обнажить целую структуру сустава. Синовиальная ткань, выглядящая как тонкая беловатая мембрана, выстилающая суставную капсулу, была аккуратно выделена от соседней фасции с помощью тонких щипцов. Собранные совместные образцы фиксировались в 4% параформальдегиде при 4 °C в течение 72 часов. Затем часть ткани сустава декальцифицировала в растворе декальцификации ЭДТА, а раствор обновлялся еженедельно в течение 8 недель. Полная декальцификация подтверждалась тестом на прокол иглой: при обнаружении сопротивления декальцификация продолжалась до полного проникновения ткани.
После декальцификации суставы голеностопа были сагиттально разрезаны, помещены в обработочные кассеты и подвергались градиентной дегидраации этанолом. Ткани очищались в ксилоле, инфильтровались парафином и встраивались в парафиновые блоки. Секции толщиной 6 мкм вырезали с помощью автоматизированного микротома, плавали на водяной бане при температуре 40 °C и крепили на клеевые стекла. После высыхания при 60 °C в течение 30 минут секции были депарафинированы, окрашены гематоксилином и эозином (H&E) согласно стандартным протоколам, а затем покрыты нейтральным бальзамом. Целые слайдовые изображения были получены с помощью цифрового слайд-сканера.
Анализ метаболомики сыворотки
Образцы сыворотки из моделей и групп TFRD были разморажены при 4 °C перед обработкой. Для каждого образца 100 мкл сыворотки передавалось в микроцентрифугную трубку и комбинировалось с 400 мкл предварительно охлаждённого экстракционного растворителя (метанол: ацетонитрил, 1:1, v/v), содержащего внутренние стандарты. Смесь подвергалась вихрю в течение 1 минуты, после чего следовала звуковая обработка в ледяно-водяной бане в течение 10 минут. Затем инкубировали при -40 °C в течение 1 часа для облегчения осадка белками, а затем центрифугировали при 12 000 × г в течение 15 минут при 4 °C. Супернатант, полученный после центрифугирования, тщательно собирался и перемещался в автосэмплерные флаконы для анализа UHPLC–MS. Кроме того, равные объёмы супернатантов из каждого образца в одной группе объединялись для получения образцов контроля качества (QC).
После обнаружения метаболитов в образцах сыворотки обеих групп исходные данные масс-спектрометрии обрабатывались специализированным программным обеспечением для автоматизированного обнаружения, извлечения, выравнивания и интеграции пиков, что дало структурированную матрицу с спектральными признаками ионов. Обнаруженные спектральные признаки сопоставили с устоявшимися спектральными библиотеками метаболомики для идентификации метаболитов, происходящих из TFRD, которые вошли в системную циркуляцию. Неопознанные признаки и те, что содержали чрезмерно отсутствующие значения, были удалены из набора данных. Кураторский набор данных был переиндексирован и структурирован в стандартизированный формат40.
Дифференциальное выражение метаболитов между двумя группами оценивалось путём вычисления как fold shift (FC, выраженное как межгрупповое отношение), так и статистической значимости (p-значение). Метаболиты, достигающие порога |log₂FC| ≥ 1 и P < 0,05 были определены как дифференциально экспрессируемые метаболиты (ДЭП). Результаты скрининга были визуально обобщены с использованием таких методов, как диаграммы вулканов. Отфильтрованные дифференциальные метаболиты впоследствии импортировались в базу данных PubChem для получения их канонических идентификаторов (CIDs)41. Соответствующие идентификаторы KEGG затем были получены на основе CID. Наконец, идентификаторы KEGG были импортированы в платформу метаболомического анализа для проведения анализа обогащения метаболических путей и выявления сигнальных путей, существенно связанных с ДЭП.
ЭЛИЗА
Образцы синовиальных тканей мгновенно замораживались в жидком азоте и измельчались в мелкий порошок. Примерно 100 мг порошка взвешивали с помощью электронного точного веса, смешивали с 1 мл ледяного PBS и гомогенизировали на льду с помощью стеклянного гомогенизатора. Гомогенат был центрифугирован при 10 000 × г в течение 5 минут при 4 °C, а супернатант был собран для последующего обнаружения ИФС. Перед анализом набор ELISA позволяли уравновеситься до комнатной температуры в течение 30 минут. Все реагенты, включая серийно разбавленные стандарты, буфер для мойки, рабочий раствор для антител с маркировкой биотина и конъюгатный раствор фермента, были подготовлены в соответствии с инструкциями производителя. Впоследствии в назначенные скважины предварительно покрытой микропластины добавляли 100 мкл стандартов и образцов различных концентраций и образцов. Пластина была запечатана и инкубирована при 37 °C в течение 90 минут. После инкубации содержимое выбрасывалось, а колодцы промывались четыре раза. Затем в каждую скважину добавляли 100 мкл рабочего раствора с биотинилированными антителами, после чего следовала инкубация при 37 °C в течение 60 минут и ещё один этап промывки. Затем был введён 100 мкл ферментного сопряжённого рабочего раствора, и пластину инкубировали при 37 °C в течение 30 минут, после чего следовала дополнительная промывка. Затем добавляли хромогенный субстрат, и пластину инкубировали в темноте при 37 °C в течение 10 минут. Реакция завершалась добавлением 100 мкл стоп-раствора, а поглощение измерялось на 450 нм с помощью считывателя микропластин. Стандартная кривая была построена путём согласования значений оптической плотности (OD) стандартов с соответствующими концентрациями, и соответственно рассчитаны концентрации образцов.
Вестерн блот
Синовиальные ткани быстро замораживались и механически измельчались в мелкий порошок. Измеренная часть порошка лизировала в соответствующем объёме ледяного буфера RIPA с дополнением ингибиторов протеазы и фосфатазы (1:100, v/v), после чего следовала инкубация на льду в течение 30 минут. Лизаты затем центрифугировали при 10 000 × г в течение 5 минут при 4 °C, а супернатанты тщательно собирались. Концентрации белков были количественно измерены с помощью анализа BCA, а все образцы скорректировались до равных концентраций с помощью буфера RIPA. Белки разделялись с помощью SDS-PAGE и переносились на мембраны PVDF. Мембраны блокировались и инкубировали первичными антителами (разбавление 1:1000), затем вторичные антитела (разбавление 1:5000). Сигналы белков визуализировались с помощью системы обнаружения ECL, а интенсивность полос количественно определялась с помощью программного обеспечения Image Lab (версия 5.2.1). Относительные уровни экспрессии нормализовались относительно β-актина.
Статистический анализ
Статистический анализ проводился с использованием программного обеспечения SPSS (версия 20.0). Данные представлены в виде среднего ± стандартного отклонения (SD). Для сравнений между несколькими группами использовался односторонний анализ дисперсии (ANOVA), когда предположение о однородности дисперсии было выполнено, а затем тест LSD для пост-хок парных сравнений. Если дисперсионная однородность не была достигнута, проводился тест ANOVA Уэлча, а затем тест T3 Даннетта для множественных сравнений. p-значение < 0,05 считалось статистически значимым.