Çalışma protokolü, Heilongjiang Çin Tıbbı Üniversitesi Hayvan Deneyleri Etik Kurulu tarafından gözden geçirildi ve onaylandı (onay #2023021101). Tüm hayvan deneyleri, ARRIVE yönergelerine (Hayvan Araştırmaları: İn Vivo Deneylerin Raporlanması) kılavuzlarına ve laboratuvar hayvanlarının bakımı ve kullanımına ilişkin ilgili ulusal ve kurumsal yönergelere uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma hayvan deneylerini içerdiğinden, bilgilendirilmiş onam geçerli değildi. Tüm hayvan yetiştirme ve kürk hasadı prosedürleri, Yabani Hayvan Yetiştiriciliğinin Yönetimine İlişkin Çin Teknik Yönetmeliklerine sıkı sıkıya bağlı kalmıştır. Çalışma, Çin'deki Heilongjiang Çin Tıbbı Üniversitesi Hayvan Deneyleri Etik Kurulu tarafından onaylandı (onay #2023021101).
Mavi tilki safrası numune hazırlama
Mavi tilki safrasının kaynağı Malzeme Tablosunda verilmiştir. Toplam 30 mavi tilkiye (Vulpes lagopus) elektrik şoku ile ötenazi uygulandı, ardından kürk hasadı ve safra kesesi toplandı. Mavi tilki safra kesesi oval şekillidir, üst kısmı dar, alt kısmı şişmiştir. Dış yüzeyi görünür kıvrımlarla koyu kahverengidir ve kapsül zarı incedir. Safra, 1 mL'lik steril tek kullanımlık bir şırınga kullanılarak hemen aspire edildi ve koyu siyah veya koyu yeşil renkte göründü. Safra keseleri daha sonra kurutulmuş mavi tilki safrası tozu elde etmek için 37 °C'de 48 saat kurutuldu (Şekil 1). Elde edilen safra tozu, parlak, gevrek bir dokuya sahip sarı-kahverengi bir renk tonu sergiledi. Safra kesesi başına ortalama kurutulmuş safra tozu verimi yaklaşık 0.82 ± 0.30 g idi. Numune hazırlama için, mavi tilkiden (yukarıda tarif edildiği gibi) veya ayıdan ( Malzeme Tablosuna bakınız) elde edilen 250 mg kurutulmuş safra tozu, 1 mL %70 kromatografi dereceli metanol içinde çözüldü. Çözelti ultrasonik olarak sonikasyona tabi tutuldu (40 kHz, 300 W), 0.22 μm'lik bir zardan süzüldü, 50 mL'lik bir nihai hacme (yani 5 mg / mL'ye) seyreltildi ve sonraki analiz için 0.5 mg / mL'lik bir çalışma konsantrasyonuna seyreltildi. Genel deneysel iş akışı Ek Şekil 1'de özetlenmiştir.
Bu çalışmada, hayvan deneyleri için kullanılan mavi tilki safrası tozunun dozaj aralığı, önceki toksisite değerlendirmelerine ve farmakolojik çalışmalara dayanarak 5-10 g/kg idi ve bu konsantrasyonlarda önemli bir yan etki gözlenmedi14,15. Safra tozu hazırlama sırasında safra keseleri 37 °C'de 48 saat kurutuldu; Ancak kuruma süresi yerel neme ve numune hacmine bağlı olarak değişebilir, bu nedenle tam dehidrasyonu sağlamak için nem içeriği kontrol edilmelidir. Çözünme için, kromatografi dereceli metanolde 5 mg/mL'lik bir konsantrasyon, HPLC ve UPLC-Q-TOF-MS analizleri için optimaldi; Eksik çözünme veya partikül kalıntısı, ek sonikasyon veya filtrasyon gerektiren analitik doğruluğu etkileyebilir. Bilinen bir sınırlama, mavi tilkiler arasındaki mevsimsel, diyetsel ve bireysel fizyolojik farklılıklar nedeniyle safra bileşimindeki değişkenliktir ve bu, TUDCA ve UDCA16 gibi aktif bileşiklerin nispi bolluğunu etkileyebilir. Bu nedenle, tutarlı bileşen profilleri sağlamak için farmakolojik kullanımdan önce kromatografik profilleme ile parti doğrulaması önerilir.
Ağ farmakolojik analizi
Mavi tilki safrasının kimyasal bileşimi, yüksek performanslı sıvı kromatografisi (Malzeme Tablosuna bakınız) ve dört kutuplu uçuş süresi kütle spektrometrisi (UPLC-Q-TOF-MS) ile birleştirilmiş ultra yüksek performanslı sıvı kromatografisi kullanılarak analiz edildi. HPLC, faz A olarak 0.03 M sodyum dihidrojen fosfat (fosforik asit kullanılarak pH 4.4'e ayarlanmıştır) ve faz B olarak metanolden (bkz. Algılama dalga boyu, 1,0 mL/dak mobil faz akış hızıyla 210 nm'ye ayarlandı ve kolon sıcaklığı 40 °C idi. Enjeksiyon hacmi 10 μL idi. UPLC-Q-TOF/MS analizi, bir UPLCTM HSS T3 kolonu kullanılarak gerçekleştirildi (bkz. Mobil faz, asetonitril (A)-%0.1 formik asit sulu çözeltisinden oluşuyordu (B; Malzeme Tablosuna bakınız). Gradyan elüsyon programı şu şekildeydi: 4 mL/dk akış hızında 0-25.0 dk, %98-%2 A ve 25.0-28.0 dk, %2-%2 A. Kolon sıcaklığı 35 °C'de tutuldu. Kütle spektrometrisi, aşağıdaki parametrelere sahip bir elektrosprey iyonizasyon kaynağı (ESI) kaynağı kullanılarak gerçekleştirildi: 650 L/h solvent gazı akış hızı, 350 °C solvent gazı sıcaklığı, 50 L/h koni gazı akış hızı, 120 °C iyon kaynağı sıcaklığı, 2,8 kV (pozitif iyon modu) ve 2,0 kV (negatif iyon modu), 25 V koni voltajı ve 6 eV çarpışma enerjisi. Spektrumlar, 0.02 sn'lik aralıklarla her 0.2 s'de bir toplandı. Lösin-enkefalin (bkz. [M+H]+=556.2771), 40 fmol/μL konsantrasyonda ve 15 μL/dak akış hızında referans kalibrasyon çözeltisi olarak kullanıldı17.
Kimyasal bileşim analizi ve hedef tahmini
Mavi tilki safrasının aktif bileşenleri, dahili standartlar18 olarak aurokolik asit ve sodyum tauroursodeoksikolat (bkz. Tanımlanan bileşiklerin yapısal formülleri PubChem veri tabanından (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/) alınmıştır. Potansiyel biyoaktif hedefleri araştırmak için, mavi tilki safrasının aktif bileşenleri, ilişkili gen hedeflerini belirlemek için PharmMapper veri tabanında (http://www.lilab-ecust.cn/pharmmapper/) sorgulandı.
Alkolik karaciğer hasarı ve alkole bağlı karaciğer hasarı anahtar kelime olarak kullanılarak, hastalıkla ilişkili genler GeneCards (https://www.genecards.org/) ve OMIM (https://omim.org/) veri tabanlarından elde edildi. GeneCards veri tabanında hedefler, ≥ 20 olarak belirlenen bir eşik ile alaka düzeyi puanına göre tarandı. Yaygın olarak kullanılan bu ampirik kesme, duyarlılık ve özgüllük arasında bir denge sağlar, zayıf ilişkili veya gürültülü genleri filtrelerken (yüksek hassasiyet) potansiyel olarak ilgili genlerin çoğunu korur (yüksek hatırlama). Buna karşılık, güçlü genetik kanıtlara sahip hedefleri yakaladığı ve böylece GeneCard'ların hesaplamalı uygunluk puanlarını tamamladığı için OMIM veritabanında ek bir filtreleme uygulanmadı. Elde edilen hedef veriler, ALD ile ilgili hedefleri belirlemek için birleştirildi ve çoğaltıldı. Aktif bileşen hedefleri ve hastalık hedefleri, görselleştirme için Venny 2.1.0 (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html) kullanılarak karşılaştırıldı. Kavşaklar, ALD'ye karşı mavi tilki safrasının potansiyel hedefleri olarak belirlendi ve STRING veri tabanına (http://version10.string-db.org/) aktarıldı. STRING veritabanında, etkileşim ağı varsayılan parametrelerle (orta güven puanı ≥ 0,4) oluşturuldu ve görselleştirme netliğini artırmak için serbest düğümler gizlendi. Cytoscape yazılımı (sürüm 3.9.1) kullanılarak görselleştirilen protein-protein etkileşimi (PPI) ağ diyagramını oluşturmak için serbest düğümler gizlendi. Derece değerlerini hesaplamak için topolojik analiz yapıldı ve en yüksek derece değerlerine sahip altı hedef, p < 0.05 anlamlılık eşiği ile Ek Açıklama, Görselleştirme ve Entegre Keşif Veritabanı (DAVID, https://david.ncifcrf.gov/) kullanılarak belirlendi. Yol zenginleştirme analizi için Kyoto Genler ve Genomlar Ansiklopedisi (KEGG) veri tabanı kullanıldı.
Moleküler yerleştirme
Çekirdek hedef proteinler ile mavi tilki safrasının biyoaktif bileşenleri arasındaki etkileşimleri değerlendirmek için moleküler yerleştirme yapıldı. Çekirdek hedef proteinlerin üç boyutlu yapıları, Yapısal Biyoinformatik Araştırma İşbirliği (RCSB) Protein Veri Bankası'ndan (https://www.rcsb.org/) alındı ve safra bileşenlerinin yapıları PubChem veri tabanından (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/) elde edildi. Yerleştirme simülasyonları, Moleküler İşletim Ortamı (MOE) yazılımı (sürüm 2022.02) kullanılarak gerçekleştirildi. AKT1 için kristal yapı (PDB ID: 4EKL) indirildi ve MOE'deki ön işleme, su moleküllerinin ve orijinal ligandların uzaklaştırılmasını, fizyolojik pH'ta (7.0) protonasyon ile hidrojen ilavesini ve enerji minimizasyonunu içeriyordu. Ligand yapıları (TUDCA, UDCA, TCDCA, TCA ve bilirubin) PubChem'den alındı ve kenetlenmeden önce enerji en aza indirildi. Yerleştirme işlemi sırasında, çoklu ligand konformasyonları üretildi ve her bir konformasyon, çeşitli uzamsal yönlerde reseptörün bağlanma cebine yerleştirildi. Yerleştirme, ilk yerleştirme için London dG ve puanlama işlevi olarak Affinity dG ile Induced Fit protokolü kullanılarak gerçekleştirildi. Her ligand için otuz konformasyon üretildi ve son pozlar kuvvet alanı optimizasyonu ile rafine edildi. Diğer tüm parametreler, daha fazla ince ayar yapılmadan MOE varsayılanlarına ayarlandı. Her ligand konformasyonu ile reseptör arasındaki afinite, yazılımın puanlama işlevi kullanılarak değerlendirildi. Yerleştirme sonuçları, temsili bağlanma modu olarak seçilen en büyük kümedeki en negatif enerji konformasyonu ile serbest enerji bağlanarak değerlendirildi. Görselleştirme için en güçlü afiniteye ve optimal konformasyona sahip bağlama modu seçildi. -4,25 kcal/mol'ün altındaki afinite değerleri ligand-hedef bağlanmasını, -5,0 kcal/mol'ün altındaki değerler orta derecede bağlanmayı ve -7,0 kcal/mol'ün altındaki değerler güçlü bağlanma afinitesini gösterir 19.
ALD'nin fare modelleri
Bu çalışma için 30 adet spesifik patojen içermeyen (SPF) Kunming faresi (18-22 g, 6-8 haftalık, 15 erkek, 15 dişi) satın alındı. Hayvanlar, 25 ± 2 °C'de, %60 ± %10 bağıl nemde, yiyecek ve suya ad libitum erişimle kontrollü koşullar altında barındırıldı. Deneyden önce fareler 1 hafta boyunca alıştırıldı.
ALD modeli aşağıdaki gibi oluşturulmuştur. Hacimsel bir şişeye 70.21 mL susuz etanol ölçülerek ve 100 mL'lik nihai hacme ultra saf su eklenerek %70 v/v etanol çözeltisi hazırlandı. Çözelti manyetik bir karıştırıcı ile 1 dakika karıştırıldı ve faz ayrımı gözlenene kadar 5 dakika bekletildi. Gavaj dozu, art arda 7 gün boyunca günde bir kez uygulanan 2 mL/kg vücut ağırlığı idi. 7. günün sabahı, son gavajdan 4 saat sonra, daha ileri analiz için kan örnekleri ve karaciğer dokuları toplandı. Model oluşturma, karaciğer hasarının tipik göstergeleri değerlendirilerek doğrulandı. Serum alanin aminotransferaz (ALT), aspartat aminotransferaz (AST), total kolesterol (T-CHO) ve malondialdehit (MDA) düzeyleri ölçüldü. Ek olarak, karaciğer dokuları, hepatosit morfolojisi, sitoplazmik vakuolizasyon, nekroz ve inflamatuar hücre infiltrasyonunu değerlendirmek için hematoksilen ve eozin (H&E) boyaması kullanılarak histopatolojik incelemeye tabi tutuldu. Fareler rastgele beş gruba ayrıldı (grup başına n=6): Boş kontrol grubuna 2 mL/kg damıtılmış su verildi; model grubu tedavi edilmeden 2 mL/kg %70 etanol aldı; pozitif kontrol grubuna 0.4 g/kg hepatoprotektif tabletler uygulandı ( bkz yüksek doz mavi tilki safra tozu grubuna 10 g/kg mavi tilki safra tozu; Düşük doz mavi tilki safra tozu grubuna 5 g/kg mavi tilki safrası tozu uygulandı. Boş kontrol dışındaki tüm gruplara, alkolik karaciğer hasarını indüklemek için art arda 7 gün boyunca günde bir kez oral olarak %70 etanol (2 mL/kg) uygulandı. Etanol uygulamasından 4 saat sonra 7. günde, ilgili tedaviler (hepatoprotektif tabletler veya mavi tilki safra tozu) verildi ve sonraki deneyler yapıldı. Boş kontrol grubuna deney boyunca damıtılmış su verildi.
Serum transaminazlarının (ALT ve AST) ve total kolesterol kitinin (T-CHO) ölçümü
Kan örnekleri, serum elde etmek için 4 ° C'de 15 dakika boyunca 1.000 x g'da santrifüj edildi. Numuneler analize kadar -20 °C'de saklandı. Üreticinin talimatlarına göre ALT, AST ve T-CHO seviyelerini ölçmek için ticari kitler kullanıldı ( Malzeme Tablosuna bakınız).
Vücut ağırlığı izleme
Art arda 7 gün etanol uygulamasından sonra, tedaviler 7. günde verildi ve sabah dozundan 4 saat sonra deneyler yapıldı. Gözlem süresi boyunca vücut ağırlığı günde 2 kez kaydedildi. Aç olmayan vücut ağırlığı, uygulamadan sonraki 1, 2, 3, 5, 7, 10 ve 14. günlerde elektronik analitik terazi kullanılarak ölçüldü.
Doku örneği işleme
Uygulama sonrası 14. günde vücut ağırlığı ve kalan gıda alımı kaydedildi. Hayvanlar daha sonra öğleden sonra suya ücretsiz erişimle oruç tuttu. Ertesi gün (12-16 saatlik bir açlık döneminden sonra), servikal çıkık ile ötenaziden önce açlık vücut ağırlığı ölçüldü. Kalp, karaciğer, dalak, akciğerler, böbrekler, adrenal bezler, beyin, mide, bağırsaklar, testisler, prostat, yumurtalıklar ve uterus dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere ana organlardaki morfolojik değişiklikleri değerlendirmek için makroskopik patolojik incelemeler yapıldı. Kalp, karaciğer, dalak, akciğerler, böbrekler, mide ve bağırsaklardan doku örnekleri, boş kontrol grubundan (CN) ve düşük doz mavi tilki safra grubundan (LH) rastgele toplandı, %4 paraformaldehit ile sabitlendi, parafine gömüldü, kesitlendi ve histopatolojik değerlendirme için hematoksilen ve eozin (H&E) ile boyandı. Doku kesitleri mikroskop altında incelendi ve görüntülendi.
H&E boyama
Karaciğer örnekleri fosfat tamponlu salin (PBS) içinde %4 paraformaldehit ile sabitlendi, parafine gömüldü ve kesitlere ayrıldı. Kesitler ksilen I ve II içinde deparafinize edildi, azalan etanol konsantrasyonlarında (%100, %95, %85 ve %75) yeniden sulandırıldı ve su ile yıkandı, farklılaştırıldı, tekrar yıkandı ve mavileştirme çözeltisi kullanılarak mavileştirildi. Durulamadan sonra, kesitler her biri 5 dakika boyunca% 85 ve% 95 etanol içinde kurutuldu, 5 dakika boyunca eozin ile boyandı ve susuz etanol I, II ve III (her biri 5 dakika) içinde dehidre edildi. Son olarak, kesitler ksilen I ve II'de (her biri 5 dakika) temizlendi ve nötr sakızla monte edildi. Görüntüler ışık mikroskobu (100x) kullanılarak elde edildi.
Karaciğer dokularında malondialdehit (MDA) tayini
Karaciğer örnekleri, bir doku öğütücü kullanılarak 9 hacim fizyolojik salin içinde homojenize edildi. Homojenat, 4 °C'de 10 dakika boyunca 700 x g'da santrifüjlendi. MDA testi, üreticinin talimatlarına göre ticari bir kit ( Malzeme Tablosuna bakınız) kullanılarak süpernatan üzerinde gerçekleştirildi.
İstatistiksel analiz
Veriler, standart sapmalar (SD'ler) ± ortalamalar olarak sunulur. Grup karşılaştırmaları, varyans analizi (ANOVA) ve ardından en az anlamlı fark (LSD) post hoc testi kullanılarak yapıldı. İki taraflı p değerleri <0,05 istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi.