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【金秋计划】芍药苷靶向GSDMD抑制细胞焦亡缓解胆汁淤积
城头变幻大王骑
2024/09/10
私聊
中药/天然药检测
芍药苷靶向GSDMD抑制细胞焦亡缓解胆汁淤积
胆汁淤积(CT)是由胆汁产生、分泌或排泄受损引起的疾病,可进展为严重并发症,包括肝硬化、肝衰竭和可能危及生命的疾病。在CT期间小鼠肝组织的焦亡加剧,靶向焦亡可能在减轻CT方面具有治疗潜力。
芍药苷(PF)是一种源自芍药属的生物活性天然化合物,在各种肝脏疾病中显示出显著的保肝作用。作者之前的研究表明,PF不仅对对乙酰氨基酚诱导的肝损伤具有治疗益处,还可以调节胆汁酸代谢。已有研究表明PF不仅促进胆汁酸分泌,还增强了胆汁酸的运输和代谢。然而PF是否通过靶向特定的NLRP3/GSDMD信号通路发挥其保肝和利胆作用,以及治疗靶点尚不清楚。
2024年9月3日,成都中医药大学药学院马骁团队在Phytomedicine
上发表了题为“Paeoniflorin inhibited GSDMD to alleviate ANIT-induced cholestasis via pyroptosis signaling pathway”的文章,发现PF给药可减轻 ANIT 诱导的肝脏病理,增强肝功能标志物,并提高细胞活力,GSDMD被确定为PF的直接靶标。机制上,PF靶向GSDMD通过NLRP3依赖性焦亡途径和随后的炎症介质释放,减轻胆汁淤积。
1
、PF改善ANIT诱导的CT模型肝损伤
作者首先构建了ANIT(Alpha-naphthylisothiocyanate)诱导的胆汁淤积大鼠模型,发现PF显著降低ANIT诱导的ALT、AST水平的升高,减轻肝损伤,降低BA, TBIL
和DBIL水平,降低ALP和γ-GT水平,表明PF可有效减轻ct诱导的肝损伤。此外,PF治疗组炎症细胞浸润程度及胆管增生程度明显减少,且PF显著提高ANIT处理的HepG2细胞
的活力(图1)。
2
、PF通过NLRP3途径改善ANIT诱导的焦亡
先前的研究已经证实,芍药可以通过NF-κB/NLRP3信号通路缓解ANIT诱导的CT。PF作为芍药的主要活性成分,在缓解CT方面显示出显著的治疗潜力。作者推测PF可能通过nlrp3介导细胞焦亡来降低ANIT诱导的CT。通过网络药理学显示高评分值的靶标中包括NLRP3,且处于核心地位。此外,关键靶点的GO和KEGG通路进行富集分析均提示PF通过调节nlrp3依赖性焦亡来改善CT(图2)。
3
、PF介导NLRP3/GSDMD通路改善ANIT诱导的焦亡
上述研究表明PF可能通过NLRP3依赖经典焦亡途径缓解ANIT诱导的CT。作者进一步通过电镜对焦亡进行研究,发现PF处理组线粒体肿胀明显减少,且PF治疗减少模型组出现的细胞肿胀,膜上有明显的孔并伴有许多水泡状突起。WB表明实验模型组NLRP3、GSDMD-N、ASC、Caspase 1 P20蛋白表达明显上调,而PF显著逆转上述情况(图3)。
4
、PF通过靶向GSDMD改善ANIT诱导的焦亡
作者接着研究PF抑制ANIT诱导细胞焦亡的分子机制,通过蛋白芯片来筛选PF的直接作用靶标。结果表明,PF与GSDMD具有较高的亲和力,提示PF可能通过直接结合GSDMD抑制焦亡。进一步作者通过分子对接、CETSA、SPR等实验验证了PF与GSDMD之间的结合,这些结果共同表明PF直接与GSDMD蛋白结合(图4)。
5
、PF通过GSDMD抑制炎症因子的释放
在焦亡信号通路中,细胞通常积累大量的pro-il -1β和pro-IL-18。caspase-1的激活是将这些促炎因子切割成活性形式所必需的。Caspase-1也裂解GSDMD,导致膜孔的形成,GSDMD的激活和随后的毛孔形成促进了裂解的活性炎症因子的快速释放引起局部或全身炎症反应。作者发现模型组炎症因子的表达明显升高,然而,体内和体外实验均表明高剂量PF组IL-1β、IL-18、IL-1β和IL-18的表达显著下调。LDH水平升高是焦亡的常见指标,作者发现模型组大鼠血清和肝组织中LDH释放量明显增加,PF治疗显著逆转了这些效应。这些结果表明,PF可能通过靶向GSDMD来减轻ANIT诱导的焦亡,从而抑制下游炎症因子的释放(图5)。
总结
研究发现 PF 给药可减轻ANIT诱导的肝脏病理,增强肝功能标志物,并提高细胞活力。网络药理学和焦亡抑制剂研究表明,PF可能通过NLRP3依赖性焦亡途径减轻CT。Western blot、IF 和IHC 分析进一步支持了这一假设,这表明PF有可能抑制CT中NLRP3依赖性焦亡。通过蛋白芯片筛选将GSDMD确定为靶点。通过MD、 MDS
、CETSA和SPR技术验证PF与 GSDMD 的结合亲和力。此外,ELISA和IHC证实了GSDMD对下游炎症通路的调节影响。总之,PF在ANIT诱导的CT中表现出保肝作用,主要是通过靶向GSDMD,从而抑制ANIT诱导的细胞焦亡和随后的炎症介质释放。
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