补阳还五汤抗动脉粥样硬化氧化应激的生信分析及实验研究

目的基于基因芯片数据库(GEO)、网络药理学,结合ox-LDL诱导的大鼠主动脉血管内皮细胞氧化损伤模型进行实验验证,探究补阳还五汤(Buyang Huanwu Decoction,BYHWD)干预动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)氧化应激的作用及相关机制。方法通过TCMSP、Herb数据库收集BYHWD中7味中药有效成分及靶点;从GEO数据库下载GSE19286、GSE2372数据集,鉴定AS差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs);通过GeneCards数据库获取氧化应激靶点;取交集筛选出BYHWD、DEGs、氧化应激共同靶点,进行PPI、GO和KEGG通路富集分析;在GSE19286、GSE2372的表达矩阵中,采用独立样本t检验进行核心靶点验证。结合GEO数据库和网络药理学结果进行体外实验验证,检测药物对细胞活性氧表达及ALB、PLG、F2、GC、PLK1基因表达的影响。结果筛选出972个中药靶点、9438个氧化应激靶点、173个DEGs,其中103个DEGs在AS组织样本中高表达、70个DEGs在AS组织样本中低表达;综合中药作用靶点、AS DEGs和氧化应激靶点,得到24个“AS潜在靶点”,进行GO和KEGG富集分析,结果提示“AS潜在靶点”主要通过调控细胞周期信号通路,卵母细胞成熟信号通路和细胞减数分裂信号通路等信号通路发挥作用。根据Degree算法对“AS潜在靶点”进行拓扑分析,鉴定出前5位“AS核心靶点”,据统计分析提示BYHWD可能可以通过上调ALB、PLG、F2、GC的表达、下调PLK1的表达起到干预AS氧化应激的作用。体外实验结果显示,BYHWD能抑制ox-LDL引起的活性氧(reactive oxygen species,ROS)增高;qPCR结果显示,ox-LDL刺激后的大鼠主动脉内皮细胞ALB、PLG、F2、GC基因表达均下降,PLK1基因表达上升,BYHWD含药血清干预后可以上调ALB、PLG、F2、GC基因的表达(P<0.01;P<0.05),下调PLK1的表达(P<0.05)。结论BYHWD干预AS氧化应激具有多成分、多靶点、多途径的作用特点,其机制可能与减少ROS表达,上调ALB、PLG、F2、GC基因、下调PLK1基因表达相关。

黄芪-当归配伍对小鼠动脉粥样硬化模型血管损伤的影响

目的:从血管壁细胞凋亡和焦亡方面来探讨黄芪-当归配伍对小鼠动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)模型血管壁细胞损伤的影响。方法:将雄性载脂蛋白E基因敲除(apolipoprotein E gene knockout,ApoE-/-)小鼠随机分为模型组、黄芪-当归配伍低剂量组、黄芪-当归配伍中剂量组、黄芪-当归配伍高剂量组和阿托伐他汀组,以同周龄雄性C57BL/6J小鼠为对照组,每组5只。除对照组外均给予高脂饲料喂养12周构建AS模型,模型成功后灌胃给予药物。HE染色观察主动脉内膜增生厚度;全自动生化分析仪检测总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-c)及高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-c)水平;ELISA法检测血浆白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-18含量;免疫荧光法、RT-qPCR法及Western blot法检测血管壁细胞凋亡和焦亡相关因子B细胞淋巴瘤蛋白2(B-cell lympho-ma-2,Bcl-2)、Bcl-2关联X蛋白(Bcl-2-associated X protein,Bax)、活化的胱天蛋白酶3(cleaved caspase-3)、核苷酸结合寡聚结构域样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)、cleaved cas-pase-1和gasdermin D-N(GSDMD-N)的mRNA及蛋白表达,评价药物对AS病变血管壁细胞损伤的作用。结果:高脂喂养可成功建立AS模型。与对照组比较,模型组血浆TC、TG和LDL-c含量显著升高(P<0.01),HDL-c含量显著降低(P<0.01),血管内膜增厚(P<0.01),血浆IL-1β和IL-18含量显著增加(P<0.01),血管壁细胞Bax、cleaved cas-pase-3、NLRP3、cleaved caspase-1和GSDMD-N表达增加(P<0.01),Bcl-2表达降低(P<0.01)。与模型组比较,黄芪-当归配伍可降低血浆TC、TG和LDL-c含量(P<0.05),升高血浆HDL-c含量(P<0.05),减轻血管内膜增生程度(P<0.01),降低血浆IL-1β和IL-18含量(P<0.05),抑制血管壁细胞Bax、cleaved caspase-3、NLRP3、cleaved caspase-1和GSDMD-N表达(P<0.01),上调血管壁细胞Bcl-2表达(P<0.01)。以黄芪-当归配伍中剂量作用最显著。结论:黄芪-当归配伍能延缓小鼠AS病变,减轻机体炎症反应,抑制小鼠血管壁细胞凋亡和焦亡,其机制与抑制血管壁细胞凋亡和焦亡相关因子激活有关。

补阳还五汤和黄芪当归配伍对动脉粥样硬化小鼠炎症反应的影响

该研究旨在从Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)/髓细胞分化初级反应蛋白88(myeloid differentiation primary response protein 88,MyD88)/核转录因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)信号通路探讨补阳还五汤及黄芪当归(芪归)配伍对动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)小鼠炎症反应的作用。将雄性载脂蛋白E基因敲除(ApoE^(-/-))小鼠随机分为模型组、补阳还五汤组、芪归组、阿托伐他汀组,以同周龄雄性C57BL/6J小鼠为对照组。除对照组外均给予高脂饲料喂养12周构建AS模型,灌胃给予药物。检测主动脉内膜增生厚度、血脂、血浆炎症因子含量、M1和M2型巨噬细胞标志物及血管壁TLR4/MyD88/NF-κB通路相关因子蛋白及mRNA表达,评价药物对AS病变及炎症反应的作用。结果显示,ApoE^(-/-)小鼠高脂饲料喂养可成功建立AS模型。与对照组比较,模型组血浆总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)和低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-c)含量显著升高(P<0.05),血管内膜增厚(P<0.01),血浆肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)含量显著增加(P<0.01),血管壁血管细胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)表达增加(P<0.01),内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)、集群分化因子206(cluster of differentiation 206,CD206)表达降低(P<0.01),血管壁TLR4、MyD88、核因子κB抑制蛋白α(NF-κB inhibitor alpha,IκBα)、NF-κB mRNA和蛋白表达显著增加(P<0.05)。与模型组比较,补阳还五汤组和芪归组血浆TC、LDL-c含量显著降低(P<0.01),血管内膜增生程度显著减轻(P<0.05),血浆TNF-α、IL-6含量显著降低(P<0.05),血管壁eNOS、CD206蛋白表达显著增强(P<0.05),血管壁VCAM-1、iNOS蛋白表达显著降低(P<0.01),血管壁TLR4、MyD88、IκBα、NF-κB mRNA和蛋白表达显著降低(P<0.05)。该研究表明,补阳还五汤及芪归配伍能延缓AS病变,抑制血管壁巨噬细胞向M1型极化,减轻血管炎症反应,其机制与抑制血管壁TLR4/MyD88/NF-κB炎症信号通路激活有关,黄芪当归为补阳还五汤抗AS血管炎症反应的主要药效物质。

补阳还五汤苷类组分介导NF-κB通路抗动脉粥样硬化炎症反应的机制研究

探讨补阳还五汤苷类组分调节核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)信号通路对载脂蛋白E^(-/-)(apolipoprotein E^(-/-),ApoE^(-/-))小鼠及RAW264.7细胞炎症反应的影响。体内实验,采用高脂饲料连续喂养ApoE^(-/-)小鼠12周,建立动脉粥样硬化动物模型,75μg·mL-1氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein, Ox-LDL)孵育RAW264.7细胞24 h建立动脉粥样硬化细胞模型,利用全自动生化分析仪、苏木素-伊红(hematoxylin-eosin, HE)染色、酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)、Western blot及droplets digital PCR方法,检测血脂水平、主动脉内膜厚度、炎症因子含量及NF-κB通路相关蛋白及mRNA表达水平,评价动脉粥样硬化病变情况、药物抗动脉粥样硬化作用机制。结果表明,ApoE^(-/-)小鼠高脂饲料连续喂养12周后成功建立动脉粥样硬化模型。与对照组比较,模型组小鼠血浆中总胆固醇(total cholesterol, TC)、甘油三酯(triglyceride, TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C)含量显著升高,血管内膜增厚,炎症因子肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)含量增加,NF-κB及IκBα蛋白及mRNA表达显著增加;与模型组相比,补阳还五汤苷类组分高剂量组显著降低小鼠血浆中TC、TG、LDL-C含量,减轻斑块面积和厚度,减少炎症因子TNF-α的含量,抑制NF-κB、IκBα蛋白及mRNA表达,且作用与补阳还五汤一致。体外实验,采用75μg·mL^(-1)Ox-LDL刺激RAW264.7细胞24 h成功建立泡沫细胞模型。与对照组相比,模型组细胞NF-κB的入核量、IκBα蛋白及相关mRNA的表达增加;与模型组比较,补阳还五汤苷类组分中、高剂量组减少NF-κB的入核量、IκBα蛋白及相关mRNA的表达。以上结果表明,苷类组分是补阳还五汤抗动脉粥样硬化的主要有效成分,可抑制NF-κB通路,减轻炎症反应,发挥母方补阳还五汤同效的抗动脉粥样硬化炎症反应的作用。

补阳还五汤苷类组分调控动脉粥样硬化炎性反应及脂质代谢的作用机制

目的采用网络药理学结合体外实验验证的方法,探讨补阳还五汤苷类组分治疗动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的作用机制。方法采用网络药理学方法对补阳还五汤苷类组分与阿托伐他汀治疗AS的靶点和通路进行预测;SD大鼠随机分为对照组、补阳还五汤(10.8 g/kg)组、苷类组分(0.64 g/kg)组和阿托伐他汀(0.9 mg/kg)组,各给药组ig相应药物,2次/d,连续7次,制备空白血清、补阳还五汤血清、苷类组分血清及阿托伐他汀血清。采用试剂盒考察含药血清对氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)诱导的小鼠单核巨噬细胞RAW264.7脂质含量的影响;采用油红O染色考察含药血清对ox-LDL诱导的RAW264.7细胞泡沫细胞形成率的影响;采用ELISA试剂盒观察含药血清对ox-LDL诱导的RAW264.7细胞上清液肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)水平的影响;采用Western blotting考察含药血清对ox-LDL诱导的RAW264.7细胞Janus蛋白酪氨酸激酶2(Janus kinase-2,JAK2)、磷酸化JAK2(p-JAK2)、信号转导和转录激活因子3(signaltransducer and activator of transcription 3,STAT3)和p-STAT3蛋白表达的影响;采用qRT-PCR考察含药血清对ox-LDL诱导的RAW264.7细胞JAK2和STAT3 mRNA表达的影响。结果与模型组比较,各给药组细胞内脂质沉积减少,RAW264.7细胞吞噬脂质受到抑制,泡沫化细胞数量减少,上清液中TNF-α和IL-6水平显著降低(P<0.01),细胞内总胆固醇(total cholesterol,TC)、游离胆固醇(free cholesterol,FC)和胆固醇酯(cholesteryl ester,CE)含量显著减少(P<0.01),JAK2/STAT3通路相关蛋白及m RNA表达水平显著降低(P<0.01)。结论补阳还五汤苷类组分是治疗AS的主要药效物质,其作用机制可能与降低细胞内脂质沉积、抑制JAK2/STAT3信号通路、抑制炎性因子分泌有关。