$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Çalışma, deneysel ve klinik çalışmalar için Temel ve Klinik Farmakoloji ve Toksikoloji rehberlerineuygun olarak yürütülmüştür. Tüm hayvan deney protokolleri, Zhejiang Üniversitesi Tıp Fakültesi'nin İkinci Bağlı Hastanesi Hayvan Etik Komitesi tarafından onaylanmış (Onay No. 20230102) ve tüm deneyler Hayvan Etik Komitesi'nin yönergelerine uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Çalışma, ARRIVE yönergeleriyle uyumlu şekilde yürütülmüştür.
Ana bileşenlerin ve hedeflerin ağ farmakolojisi yoluyla taraması
Fritillaria cirrhosa D. Don, Lonicera japonica Thunb., Glehnia littoralis F. Schmidt ex Miq. ve Adenophora stricta Miq. aktif bileşenleri. Geleneksel Çin Tıbbı Sistemleri Farmakoloji Veritabanı'ndan (TCMSP; erişim tarihi: 12 Mart 2024) alınmıştır. Aday bileşikler şu ADME kriterlerine göre tarandı: ağızdan biyoyararlanılım (OB) ≥ %30, ilaç benzerliği (DL) ≥ 0,18 ve Caco-2 geçirgenliği ≥ −0,4,4%25. Üç kriterin tamamını karşılayan bileşikler, sonraki analizler için aday aktif bileşen olarak korundu.
β-sitosterol'ün kanonik Basitleştirilmiş Moleküler Giriş Hattı Giriş Sistemi (SMILES) yapısı, PubChem'den (erişim tarihi: 18 Mart 2024) alınmış ve hedef tahmini için SwissTargetPrediction'a (erişim tarihi: 21 Mart 2024) aktarılmıştır. Homo sapiens hedef tür olarak seçildi. Potansiyel hedefler, β-sitosterol ile veritabanındaki bilinen ligandlar arasındaki 2D ve 3D yapısal benzerliğe dayanarak tahmin edildi. 0'dan büyük olasılıkla tahmin edilen hedefler korundu ve tekrarlı girişler kaldırıldı.
KOAH ile ilişkili genler, Terapötik Hedef Veritabanı (TTD; erişim tarihi: 25 Mart 2024) ve Karşılaştırmalı Toksikogenomik Veritabanı (CTD; erişim tarihi: 28 Mart 2024) üzerinden "kronik obstrüktif akciğer hastalığı" anahtar kelimesi kullanılarak alındı. Kopya genler çıkarıldıktan sonra, KOAH ile ilişkili genler, tahmin edilen β-sitosterol hedefleriyle kesiştirilerek β-sitosterolün KOAH'ya karşı terapötik etkilerinde potansiyel olarak rol oynayan aday hedefler belirlendi.
β-sitosterol ve GR'nin moleküler kenetlenmesi
SDF formatındaki β-sitosterolün üç boyutlu yapısı PubChem veritabanından (erişim tarihi: 2 Haziran 2026) alındı; glukokortikoid reseptörünün (GR) kristal yapısı ise Yapısal Biyoinformatik Protein Veri Bankası Araştırma Laboratuvarı'ndan (RCSB PDB; erişim tarihi: 3 Haziran 2026) alındı. Ligand ve reseptör yapılarının standart hazırlanmasından sonra, moleküler kenetlenme CB-Dock2 çevrimiçi platformu kullanılarak gerçekleştirildi (erişim tarihi: 3 Haziran 2026). Hazırlanan ligand ve reseptör dosyaları platforma yüklendi ve kenetlenme hesaplamaları varsayılan parametrelerle yapıldı.
Gen Ontolojisi (GO) ve Kyoto Genler ve Genomlar Ansiklopedisi (KEGG) fonksiyonel zenginleştirme analizi
β-sitosterolün tahmin edilen tüm hedef genleri GO fonksiyonel zenginleştirme ve KEGG yol zenginleştirme analizlerine tabi tutuldu. Zenginleştirme sonuçları, önemli ölçüde zenginleşmiş biyolojik süreçler, hücresel bileşenler, moleküler fonksiyonlar ve sinyal yolları dahil olup, sonraki biyoinformatik analiz için Ek Dosya 1'de sıralandı ve saklandı.
Hayvan modelleme ve gruplama
Örneklem büyüklüğü, G*Power yazılımı kullanılarak önceden güç analizi yapılan (α = 0.05, güç = 0.80) ve n = 6'nın karşılaştırılabilir deneysel koşullarda biyolojik olarak ilgili farklılıkları tespit etmek için yeterli olduğunu gösteren bir çalışmaya dayanarak grup başına altı hayvan olarakbelirlendi 26. 6–8 haftalık (20 ± 2 g) erkek C57BL/6 fareleri rastgele beş gruba ayrıldı: kontrol grubu, KOAH model grubu, KOAH + deksametazon (DEX) grubu, KOAH + β-sitosterol grubu ve KOAH + DEX + β-sitosterol grubu. Fareler standart laboratuvar koşullarında (25 °C, 12 saat ışık/karanlık döngü) tutuldu ve standart yemek ve suya serbest erişim sağlandı ve deneylerden önce 1 hafta boyunca uyum sağlamalarına izin verildi.
KOAH modelinin oluşturulması için, fareler tüm vücut sigara dumanına maruz kalma odasına (63 cm × 55 cm × 45 cm) yerleştirildi ve 12 hafta boyunca ana akım sigara dumanına maruz bırakıldı. Her sigara 10 mg katran, 0,9 mg nikotin ve 10 mg karbon monoksit içeriyordu. Dumana maruz kalma, günde iki kez (haftada 5 gün) sabah 09:30 ve 15:00'te gerçekleştirildi; 18 sigaradan oluşan duman her seans27 90 dakika boyunca odaya getirildi.
Müdahalelerin terapötik etkilerini değerlendirmek için, 8 haftalık sigara dumanına maruz kaldıktan sonra ilaç uygulaması başlatıldı ve kalan 4 hafta boyunca devam etti. 9. haftadan itibaren, ilgili tedavi gruplarındaki farelere sigara dumanına maruz kalmadan 1 saat önce günlük intragastrik DEX (1 mg/kg)28 veya β-sitosterol (50 mg/kg)29,30 verildi. Önceki farmakokinetik çalışmalar, kemirgenlerde β-sitosterol için yaklaşık %4 ağızdan biyoyararlanılım bildirmiştir31. Ayrıca, birkaç fare çalışmasında 20 ila 50 mg/kg32 arasında dozlar kullanılmıştır. Bu nedenle, yeterli sistemik maruziyeti sağlamak ve preklinik çalışmalarda yaygın kullanılan aralık içinde kalmak için 50 mg/kg doz seçildi.
Kontrol grubundaki fareler filtrelenmiş oda havasına maruz kalırken, model ve tedavi gruplarındaki fareler araç olarak eşdeğer miktarda normal tuzlu su aldı. Deneysel dönemin sonunda, fareler izofluran ile derin anestezi altına alınarak pedal refleksini kaybetti ve karın aortası kan toplama yoluyla exkanguinasyonla ötanize edildi. Toraks boşluğu hemen açıldı ve sağlam iki taraflı akciğer dokuları dikkatlice kesildi, buz soğukluğu fosfatlı tuzlu su (PBS) ile duruldu ve buz üzerine kondu. Bronkoalveolyar lavaj sıvısı (BALF) toplamak için, trakea kanülasyon edilip soğuk steril PBS ile yıkandı; PBS nazikçe aşılanıp tekrar tekrar çekilerek lavaj sıvısı toplandı. Akciğer dokuları ve BALF örnekleri buz üzerinde tutuldu ve ardından aşağı akış analizleri için işlendi.
BEAS-2B hücre kültürü
BEAS-2B insan bronşial epitel hücreleri, Dulbecco'nun Modified Eagle Medium/F12 (DMEM/F12) içinde tutuldu; bu hücreler %10 fetal sığır serumu (FBS) ve %1 penisilin/streptomisin içeren, %5 CO₂ altında 37 °C'de tutuldu.
CSE hazırlığı ve BEAS-2B hücre maruziyeti
BEAS-2B hücreleri, fosfatla tamponlanmış tuzlu suyla yıkanıp 24 kuyu tabaklarına üçlü olarak tohumlanmış, her kuyu başına 5 ×10 4 hücre yoğunluğunda tohumlanmıştır. 12 saatlik kültür sonrası hücreler yaklaşık %60 birleşmeye ulaştı ve ardından CSE'ye maruz kaldılar. CSE, daha önce tarif edildiği gibi taze hazırlanmış, küçükdeğişikliklerle 33. Kısa bir süreliğine, filtrelenmemiş bir ticari sigara sürekli yakıldı ve ana akım duman yaklaşık 5 dakika boyunca 1,05 L/dakika sabit akış hızında (yaklaşık −11 kPa negatif basınç) vakum pompası ile 10 mL serumsuz ortama kabarcıklandı, ta ki sigara tamamen yanana kadar. Elde edilen çözelti önce büyük partikül safsızlıkları çıkarmak için ön filtreleme geçirildi, ardından kalıntı partikülleri ortadan kaldırmak için 0,22 μm steril mikrogözenekli filtre ile sterilize edildi; ortaya çıkan stok çözümü %100 CSE olarak tanımlandı. Tüm taze hazırlanmış KS, filtreleme sonrası hücre tedavisinde depolanmadan hemen sonra kullanıldı. Hücreler, %2,5 CSE içeren ortamla uyarıldı. 24 saatlik CSE tedavisinden sonra, kültür süpernatantları toplanıp -40 °C'de depolanarak sonraki analiziçin 34.
Nicel gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (RT-qPCR)
Toplam RNA, BEAS-2B hücrelerinden toplam RNA çıkarma kiti kullanılarak çıkarıldı ve üreticilerin talimatlarına göre ters transkripsiyon kiti kullanılarak cDNA'ya ters-transkribe edildi. RT-qPCR daha sonra gerçek zamanlı PCR tespit sistemi ve SYBR Yeşil tabanlı qPCR master karışımı kullanılarak gerçekleştirildi. Tüm RT-qPCR deneyleri, veri güvenilirliğini sağlamak için her örnek başına üç biyolojik ve üç teknik replika ile gerçekleştirildi.
Her qPCR reaksiyonu, toplam 20 μL hacimde gerçekleştirildi; 10 μL SYBR Green qPCR master karışımı, 0,4 μL ön astar, 0,4 μL ters primer, 2 μL seyreltilmiş cDNA şablonu ve 7,2 μL RNase içermeyen su içeriyordu. Amplifikasyon koşulları şöyleydi: başlangıçta 95 °C'de 3 dakika denatürasyon, ardından 95 °C'de 10 saniye boyunca 40 döngü denatürasyon ve 30 saniye boyunca 60 °C'de tavlama/uzatma. Göreceli gen ifade seviyeleri 2−ΔΔCt yöntemiyle hesaplandı ve GAPDH dahili referans gen olarak hizmet verdi. Bu çalışmada kullanılan primer dizileri, Ek Tablo 1'de belirtilmiştir.
Hücre içi reaktif oksijen türleri (ROS) analizi
BEAS-2B hücrelerinde hücre içi ROS üretimi, florojenik prob 2′,7′-diklorodihidroflorescein diacetate (DCFH-DA) kullanılarak değerlendirildi ve akış sitometrisiyle analiz edildi. Akış sitometrik alım sırasında, hücresel döküntüleri dışlamak ve sağlam tek hücreleri seçmek için standart bir ileri saçılma (FSC) ve yan saçılma (SSC) kapı stratejisi uygulandı. Her örnek için toplam 10.000 geçerli hücresel olay elde edildi. Uyarılma ve emisyon dalga boyları sırasıyla 488 nm ve 525 nm olarak ayarlandı. Akış sitometrik verileri daha sonra hücre içi ROS floresans yoğunluğu nicelendirilmek için analiz edildi.
Malondialdehit (MDA) seviyesi belirleme
Hücre içi MDA içeriği, üreticinin talimatlarına göre lipid peroksidasyon test kiti kullanılarak ölçüldü. Kısa süreliğine, işlenmiş BEAS-2B hücreleri toplanıp lizlendi, ardından düşük sıcaklıkta santrifüjlenerek süpernatan toplandı. Daha sonra tiyobarbiturik asit (TBA) kolorimetrik reaksiyonu gerçekleştirildi ve mikroplaka okuyucu kullanılarak 532 nm soğurma oranı ölçüldü. Göreceli MDA seviyeleri standart eğriye göre hesaplandı.
Hücre yaşlanması değerlendirmesi
Hücresel yaşlanma, yaşlanma ile ilişkili β-galaktosidaz (SA-β-gal) aktivitesine dayalı bir yaşlanma tespit testi kullanılarak değerlendirildi. SA-β-gal-pozitif hücreler akış sitometrisiyle nicelendirildi. Paralel olarak, yaşlanma ile ilişkili belirteçler p53 ve p21'in mRNA ekspresyon seviyeleri RT-qPCR ile belirlendi.
Hücre proliferasyon testi
Hücre çoğalması, kolorimetrik hücre canlılık testi kiti kullanılarak değerlendirildi. Absorbans 450 nm olarak mikroplaka okuyucu kullanılarak ölçüldü.
GR çökme testi
Hücre transfeksiyonu lipid bazlı bir transfeksiyon reaktifi kullanılarak gerçekleştirildi. Aşağıdaki oligonukleotidler transfekte edildi: glukokortikoid reseptör-hedefleyen küçük interferens RNA (si-GR) ve negatif kontrol küçük interferenif RNA (si-NC). GR hedefleyen aday siRNA dizileri, çevrimiçi biyoinformatik platformu siDirect 2.0 kullanılarak tasarlanmıştır. Transfeksiyondan sonra hücreler 48 saat kültürlendi ve tüm siRNA'lar son konsantrasyon 50 nM'de kullanıldı. Knockdown verimliliği, RT-qPCR kullanılarak GR mRNA ekspresyonunun ölçülmesiyle doğrulandı.
Araç kontrol grupları hem β-sitosterol tedavisi hem de transfeksiyon deneylerine dahil edildi. β-sitosterol müdahalesinde, sadece araç çözücüsiyle işlenmiş hücreler araç kontrol grubu olarak kullanıldı (CSE+0 olarak gösterilir). İstatistiksel analiz, araç kontrol ve boş kontrol grupları arasında anlamlı bir fark gözlemlenmediğini doğruladı.
İstatistiksel analiz
Tüm nicel sonuçlar, üç biyolojik olarak bağımsız in vitro deneyden ortalama ± standart sapma olarak ifade edildi. İstatistiksel analizler istatistiksel analiz yazılımı kullanılarak gerçekleştirildi. Shapiro–Wilk testi, istatistiksel testlerden önce veri seti dağılımının normalliğini incelemek için kullanıldı; Bonferroni post-hoc düzeltmesi, varyans analizinden (ANOVA) sonra çoklu karşılaştırmalar için P değerlerini ayarlamak amacıyla benimsenmiştir. İki grup arasındaki karşılaştırmalar, eşleşmemiş bir öğrencinin t-testi ile değerlendirilirken, çoklu grup karşılaştırmaları için tek veya iki yönlü ANOVA kullanıldı. P ≤ değeri 0.05 istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi.