A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
تحدد هذه الدراسة نموذجا للفئران لتكلس الأوعية الدموية الناجم عن اتباع نظام غذائي غني بالدهون (HFD) جنبا إلى جنب مع فيتامين D3 (VD3). تم استخدام النموذج لتقييم الفعالية العلاجية للساليدروسيد في منع وعلاج تكلس الأوعية الدموية ، مما يوفر رؤى حول آليات عمله المحتملة من خلال علم الأدوية الشبكي والتجارب في الجسم الحي .
تكلس الأوعية الدموية (VC) هو حالة مرضية حرجة مرتبطة بالمراضة والوفيات الكبيرة. تستخدم هذه الدراسة نهجا هجينا لعلم الأدوية الشبكي والبيولوجيا الجزيئية لتحديد الآليات العلاجية لساليدروسيد (SAL) ، وهو مركب نشط من رهوديولا كرينولاتا ، ضد VC. من خلال التنقيب في قواعد البيانات وتحليل الشبكة ، تم تحديد 388 هدفا من أهداف SAL تتقاطع مع 2871 هدفا مرتبطا برأس المال الاستثماري ، مما أدى إلى 208 أهداف مشتركة. حددت شبكة التفاعل بين البروتين والبروتين (PPI) التي تم إنشاؤها عبر قاعدة بيانات String والتحليل الطوبولوجي في Cytoscape 3.9.1 10 أهداف رئيسية ، بما في ذلك IL6 و TNF و TP53 و IL1B و HIF1A و CASP3 و STAT3 ، من بين أمور أخرى. تركزت الجينات المحددة في مسارات الدهون وتصلب الشرايين ، مما يشير إلى أن تحسين VC بواسطة SAL قد يحدث من خلال تنظيم التعبير غير الطبيعي للدهون والعوامل الالتهابية. وجد أيضا أن SAL يثبط التعبير غير الطبيعي للعوامل الالتهابية ، وبالتالي ينشط مسار JAK2 / STAT3 للتدخل في تطور VC. يعد مسار JAK2 / STAT3 آلية جزيئية رئيسية يمنع من خلالها SAL المزيد من التدهور في VC. كشفت تحليلات التخصيب الوظيفي عن تورط هذه الأهداف في الاستجابات الالتهابية واستقلاب الدهون ، وهي مسارات محورية في VC. أظهرت الدراسات التي أجريت على الفئران في الجسم الحي فعالية SAL في التخفيف من عسر شحميات الدم والتهاب الأوعية الدموية ، مع تحسين ملامح الدهون في الدم وتقليل ترسب الكالسيوم الوعائي. أظهر الاستكشاف الميكانيكي ، الذي يرتكز على تحليل اللطخة الغربية ، قدرة الساليدروسيد على تنظيم مسار إشارات JAK2 / STAT3 ، مما يسلط الضوء على إمكاناته كمغير في هذه الآلية الجزيئية الحرجة وتقديم هدف علاجي محتمل ل VC. تكمن قوة هذا البحث في صرامته المنهجية ، ودمج التنبؤات الحسابية مع عمليات التحقق من الصحة في الجسم الحي . يضع هذا النهج الشامل إطارا قويا لاستكشاف الآليات العلاجية للمركبات الطبيعية في مكافحة رأس المال الاستثماري.
يشير تكلس الأوعية الدموية (VC) إلى الترسب غير الطبيعي للكالسيوم داخل جدران الأوعية الدموية ، مما يؤدي إلى تصلب الشرايين وانخفاض المرونة ، مما يؤدي في النهاية إلى إضعاف وظيفة الأوعية الدموية. تقليديا ، تم تقسيم VC إلى نوعين: التكلس الحميمي ، المرتبط بتراكم الدهون ، والتكلس الإنسي. يرتبط الأول ارتباطا وثيقا بالتسلل الالتهابي ، مما يؤدي إلى تحول عظمي في جدار الأوعية الدموية ، والذي يتميز بهجرة وتكاثر وتمايز خلايا العضلات الملساء الوعائية (VSMCs) إلى خلايا شبيهة بانياتالعظم 1.
تعد قدرة VSMCs على الخضوع لتمايز العظم ، والتي تتأثر بعوامل مثل الشيخوخة والوراثة والظروف البيئية مثل مرض السكري وأمراض الكلى المزمنة ، مساهما رئيسيا في VC المرتبط بالعمر. يؤدي هذا التحول الشبيه بانيات العظم إلى تفاقم تكلس الشرايين وتنكسالشرايين 1.
VC هي حالة متعددة الأوجه ، مدفوعة بالتغيرات التنكسية والاختلالات الأيضية والحالات الجهازية المختلفة. ما يقرب من 80٪ من إصابات الأوعية الدموية و 90٪ من حالات مرض الشريان التاجي تظهر VC ، مما يزيد بشكل كبير من خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية الشديدة1،2. لذلك ، هناك حاجة ملحة لاكتشاف العلاجات الدوائية التي تخفف أو تعكس هذه الحالة بشكل فعال.
حاليا ، تتضمن استراتيجيات علاج VC تدخلات دوائية مختلفة ، على الرغم من عدم وجود أدوية مصممة خصيصا لهذا الغرض. بالنسبة للمرضى الذين يعانون من تكلس خفيف ، غالبا ما توصف العقاقير المخفضة للكوليسترول لتثبيت اللويحات. ومع ذلك ، في حين أنها قد تقلل من تضيق الشريان التاجي عن طريق خفض مستويات الدهون ، إلا أن تأثيرها على التكلس محدود2.
نظرا لتعقيدات تصلب الشرايين ، يظهر العديد من المرضى تنشيطا محسنا للصفائح الدموية ، مما يستلزم استخدام الأدوية المضادة للصفيحات مثل الأسبرين أو كلوبيدوجريل لتثبيط تراكم الصفائح الدموية وتقليل خطر تجلط الدم. ومع ذلك ، فإن العلاج بالأسبرين مفيد فقط للأفراد الذين لديهم درجة عالية من الكالسيوم في الشريان التاجي وانخفاض خطر النزيف3.
بالإضافة إلى ذلك ، تشير الأبحاث في المكملات الغذائية ، مثل فيتامين K ، إلى إمكانية منع تطور VC4. في الحالات الشديدة ، يمكن النظر في التدخلات الغازية ، على الرغم من أنها غالبا ما تكون غير مناسبة ل VC5 على نطاق واسع. بالنسبة للأفراد الذين ليس لديهم رأس المال الاستثماري الحالي ، تظل إدارة عوامل الخطر ، مثل ضغط الدم ، وملامح الدهون ، وخيارات نمط الحياة ، أمرا بالغ الأهمية6.
رهوديولا كرينولاتا ، عشب معمر من عائلة Crassulaceae ، تم استخدامه تقليديا في الطب الصيني. المكون الرئيسي النشط بيولوجيا ، ساليدروسيد ، يحظى باهتمام كبير بسبب أنشطته البيولوجية البارزة. تشتهر ساليدروسيد بقدرتها على تثبيط موت الخلايا المبرمج ، وإظهار خصائص قوية مضادة للأكسدة ، وتمتلك خصائص مضادة للالتهابات7،8. تساهم هذه السمات في قدرتها على تعزيز وظيفة الأوعية الدموية ، وتأخير شيخوخة الأوعية الدموية ، وحماية بطانة الأوعية الدموية. كعامل علاجي محتمل لرأس المال الاستثماري, ساليدروسيد يحمل قيمة كبيرة للبحث. ومع ذلك, الآليات الدقيقة التي من خلالها ساليدروسيد يحسن VC لا تزال لتكون واضحة تماما وتستدعي مزيدا من التحقيق لتسخير إمكاناتها العلاجية في علاج VC.
لاستكشاف هذه الآليات ، تستفيد هذه الدراسة من علم الأدوية الشبكي ، وهي منهجية مبتكرة تجمع بين علم الأدوية والمعلوماتية الحيوية وعلوم الكمبيوتر لتحليل الأنظمة البيولوجية وتوضيح آليات الدواء. بالمقارنة مع أبحاث الأدوية التقليدية أحادية الهدف ، يقدم علم الأدوية الشبكي نهجا أكثر شمولا من خلال تحليل تأثيرات الدواء على أهداف بيولوجية متعددة ومسارات الإشارات. كأداة رئيسية في تطوير الأدوية الحديثة ، فإنه يبني شبكات من الأدوية والأهداف والمسارات للكشف عن الآليات الأساسية لعمل الأدوية9،10. على الرغم من استخدامه المكثف في استكشاف الآليات العلاجية ، فقد كان هناك بحث محدود في الآليات التفاعلية بين ساليدروسيد وVC من منظور المعلوماتية الحيوية وعلم الأدوية الشبكي.
يبني هذا البحث خريطة شبكة جزيئية للتأثير المحتمل لساليدروسيد على رأس المال الاستثماري من خلال تحديد وتحليل الأهداف الرئيسية من خلال التنقيب الشامل في قاعدة البيانات. يتم إنشاء شبكة تفاعل البروتين والبروتين (PPI) ، ويتم تطبيق التحليل الطوبولوجي لتسليط الضوء على العقد الحرجة في عملية التكلس.
لتأكيد التنبؤات الحسابية ، تم تطوير نموذج الفئران من VC عن طريق إدارة نظام غذائي غني بالدهون يحتوي على فيتامين D3 (VD3). يكرر هذا النموذج السمات المرضية ل VC البشري. يتم تقييم إصابة الأوعية الدموية من خلال التقنيات النسيجية ، ويتم تقييم ملامح الدهون في المصل وعلامات الالتهاب للتحقيق في الآثار الجهازية للساليدروسيد ، ويتم قياس التعبير عن البروتينات ذات الصلة ب SAL المضادة للفيرجينيا باستخدام النشاف الغربي لاستكشاف تأثير ساليدروسيد على رأس المال الاستثماري المستحث تجريبيا ، وتهدف هذه الدراسة إلى المساهمة في رؤى قيمة حول إمكانات هذا المركب كاستراتيجية علاجية لمكافحة رأس المال الاستثماري.
تمت الموافقة على البروتوكول من قبل لجنة التجريبية بجامعة تشانغتشون للطب الصيني (الموافقة رقم 2023091). تلتزم هذه الدراسة بالمبادئ التوجيهية الدولية ، بما في ذلك إرشادات الجماعة الأوروبية وتوجيه الجماعة الاقتصادية الأوروبية لعام 1986 ، مما يضمن المعاملة الأخلاقية للحيوانات طوال فترة الدراسة. تم استخدام ذكور فئران الويستار (8-10 أسابيع ، الوزن 200-220 جم) للدراسة. تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة مدرجة في جدول المواد.
1. التنبؤ بعلم الأدوية للشبكة لأهداف salidroside-VC المحتملة
ملاحظة: يستخدم علم الأدوية الشبكي طرقا حسابية وتحليل بيانات واسع النطاق للتحقيق في التفاعلات المعقدة بين جزيئات الدواء والأهداف البيولوجية مثل المسارات والجينات والبروتينات داخل الكائنالحي 11،12. يساعد هذا النهج على فك رموز الوظائف والعلاقات البيولوجية للكيانات المدروسة. تشمل المنهجية استخدام قاعدة البيانات ، ومعالجة المعلومات الكيميائية ، والحصول على بيانات النشاط الحيوي ، واسترجاع بيانات البروتين ، وتحليل ملامح التعبير الجيني ، وبناء شبكات التفاعل ، وتحليل إثراء المسارات11. يوضح الشكل 1 شبكة التفاعل للأهداف الأساسية بين ساليدروسيد وتكلس الأوعية الدموية.
2. تجربة على
3. تقييم إصابة الأنسجة الوعائية باستخدام تلطيخ HE ، VK ، EVG
ملاحظة: قم بإصلاح أنسجة الأوعية الدموية (الشريان الأورطي البطني) في 4٪ بارافورمالدهيد ، والجفاف في الإيثانول بعد 48 ساعة ، ومغموس في البارافين. قم بتقطيع كتل البارافين المدمجة إلى شرائح 5 ميكرومتر لتلوين Hematoxylin-Eosin (HE) و Elastica van Gieson (EVG) و Von Kossa (VK) ، ومراقبة التشكل النسيجي تحت المجهر الضوئي. يستخدم تلطيخ HE لتقييم التغيرات في مورفولوجيا الأنسجة. في أنسجة الأوعية الدموية ، يسلط الضوء على التغيرات الهيكلية في جدار الأوعية الدموية ، بما في ذلك تكاثر خلايا العضلات الملساء ، وترتيب الخلايا غير المنظم ، والالتهاب. يصور تلطيخ EVG ألياف مرنة وكولاجين ، وهو أمر ضروري لتقييم تلف الألياف المرنة أو إعادة تشكيلها في أنسجة الأوعية الدموية ويساعد في فهم تأثير التكلس على مرونة الأوعية الدموية. يكتشف تلطيخ VK رواسب الكالسيوم ، وهي ميزة رئيسية في VC ، مما يجعله ضروريا لتقييم مدى وتوزيع التكلس في أنسجة الأوعية الدموية22،23.
4. فحص الفوسفاتيز القلوي (ALP)
ملاحظة: استخدم ALP كمؤشر رئيسي لتقييم فعالية العلاجات المضادة للتكلس.
5. تحديد محتوى الكالسيوم
ملاحظة: يعد تحديد محتوى الكالسيوم أمرا بالغ الأهمية لتقييم مدى التمعدن في الأنسجة البيولوجية.
6. مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA) للسيتوكينات الالتهابية (IL-6 ، TNF-α ، IL-1β)
ملاحظة: IL-6 و IL-1β و TNF-α هي السيتوكينات الرئيسية المؤيدة للالتهابات التي تشير إلى وجود وشدة الاستجابة الالتهابية. يعد قياس هذه السيتوكينات أمرا ضروريا لفهم العملية الالتهابية وتقييم فعالية العلاجات المضادة للالتهابات.
7. فحص ملف تعريف الدهون
ملاحظة: يكتشف اختبار ملف الدهون مستويات الدهون غير الطبيعية ، حيث يمكن أن تؤدي مستويات الدهون المرتفعة أو غير المتوازنة إلى تسريع خطر تكلس الأوعية الدموية.
8. النشاف الغربي
ملاحظة: تعتبر اللطخة الغربية (WB) مفيدة في تقييم مستويات التعبير عن البروتينات الرئيسية ، مما يسمح باكتشاف كل من الأشكال الكلية والفسفرة.
9. التحليل الإحصائي
تحليل الصيدلة الشبكية
باستخدام قواعد بيانات مثل HERB و TCMSP و Pubmed و SwissTargetPrediction و CTD و PharmMapper و SEA و STITCH ، تم تحديد 388 جينا مستهدفا محتملا لساليدروسيد. بالإضافة إلى ذلك ، تم استرداد 2871 جينا مستهدفا محتملا متعلقا ب VC من قواعد بيانات مثل GeneCards و OMIM و PharmGkb و Dr...
يتميز VC بالتغيرات التنكسية في خلايا الأوعية الدموية والأنسجة ، مع وجود رواسب معدنية مرضية داخل الأوعية الدموية تؤدي إلى تصلب جدران الأوعية الدموية أو تكوين لويحات تصلب الشرايين ، والتي يمكن أن تؤدي إلى أمراض الأوعية الدمويةالانسدادية 25. تشير الدراسات إلى ?...
تأكد من أن جميع المؤلفين قد كشفوا عن أي وجميع تضارب المصالح.
تم دعم هذا العمل ماليا من قبل مشروع إدارة العلوم والتكنولوجيا في مقاطعة جيلين (YDZJ202301ZYTS460) ، ومشروع إدارة التعليم في مقاطعة جيلين (JJKH20230991KJ).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
30% (29:1) Acrylamide/Bis Solution | Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd ,China | A1010 | |
4% Paraformaldehyde Fix Solution | Beyotime Biotech Inc (Beyotime) , China | P0099 | |
5*loading buffer | Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd ,China | P1040 | |
Alkaline Phosphatase Assay Kit | Beyotime Biotech Inc (Beyotime) , China | P0321S | |
AlphaView Software | Proteinsimple Inc.USA | AlphaView SA | |
BCA Protein Assay Kit | Beyotime Biotech Inc (Beyotime) , China | P0012 | |
Bluing Solution | Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd ,China | G1866 | |
Calcium Colorimetric Assay Kit | Beyotime Biotech Inc (Beyotime) , China | S1063S | |
Collagen Fiber And Elastic Fiber Staining Kit(EVG-Verh eff Method) | Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd ,China | G1597 | |
Dewatering machine | Diapath Biosciences Ltd, Italy | Donatello | |
Embedding machine | Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd,China | JB-P5 | |
Enzyme-labeled instrument | Biotek Co., Ltd,USA | Epoch | |
Ethanol absolute | GHTECH Co., Ltd, China | 64-17-5 | |
Goat Anti-Mouse IgG (H+L) HRP | Bioworld technology, co, Ltd.,China | BS20242-Y | |
GraphPad Prism Software | GraphPad Software.,USA | GraphPad Prism 9.0 | |
Hematoxylin-Eosin Stain Kit | Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd ,China | G1120 | |
High-density lipoprotein cholesterol assay kit | Nanjing Jiancheng Bioengineering Research Institute Co., Ltd,China | A112 | |
HRP-labeled Goat Anti-Rabbit IgG(H+L) | Guangzhou saiguo biotech Co.,LTD | A0208 | |
Image J Software | National Institutes of Health(NIH),USA | Image J | |
IκB Alpha Polyclonal antibody | Proteintech Group, Inc.A,USA | 10268-1-AP | |
JAK2 Antibody | Affinity Biosciences Co., Ltd,China | AF6022 | |
Low-density lipoprotein cholesterol assay kit | Nanjing Jiancheng Bioengineering Research Institute Co., Ltd,China | A113 | |
NF-κB p65 Antibody | Proteintech Group, Inc.A,USA | 10745-1-AP | |
Pathological microtome | Leica Biosystems,USA | RM2016 | |
Phosphatase Inhibitor Cocktail Tables | F. Hoffmann-La Roche, Ltd,Switzerland | 04906845001 | |
Phospho-JAK2 (Tyr931) Antibody | Affinity Biosciences Co., Ltd,China | AF3024 | |
Phospho-NF-κB p65(Ser276) Antibody | Affinity Biosciences Co., Ltd,China | AF2006 | |
Phospho-STAT3(S727) Antibody | Abways Science & Technology Co., Ltd ,China | CY5291 | |
Protease Inhibitor Cocktail | F. Hoffmann-La Roche, Ltd,Switzerland | 11873580001 | |
PVDF membrane | F. Hoffmann-La Roche, Ltd,Switzerland | 3010040001 | |
Rat IL-1β ELISA Kit | Beyotime Biotech Inc (Beyotime) , China | PI303 | |
Rat IL-6 ELISA Kit | Beyotime Biotech Inc (Beyotime) , China | PI328 | |
Rat TNF-α ELISA Kit | Beyotime Biotech Inc (Beyotime) , China | PT516 | |
RIPA Lysis Buffer | Beyotime Biotech Inc (Beyotime) , China | P0013B | |
Salisoroside | Shanghai yuanye Bio-Technology Co., Ltd,China | S25475 | |
SDS | Guangzhou saiguo biotech Co.,LTD,China | 3250KG001 | |
Sodium carbonate | China National Pharmaceutical Group Co., Ltd. , China | 1001921933 | |
Sodium hydrogen carbonate | China National Pharmaceutical Group Co., Ltd. , China | 10018960 | |
Sodium thiosulfate | China National Pharmaceutical Group Co., Ltd. , China | 20042518 | |
STAT3 Antibody | Proteintech Group, Inc.A,USA | 10253-2-AP | |
TBST (10×) | Beyotime Biotech Inc (Beyotime) , China | ST673 | |
Total cholesterol assay kit | Nanjing Jiancheng Bioengineering Research Institute Co., Ltd,China | A111 | |
Triglyceride assay kit | Nanjing Jiancheng Bioengineering Research Institute Co., Ltd,China | A110 | |
Tris Base | Guangzhou saiguo biotech Co.,LTD | 1115GR500 | |
Upright optical microscope | Nikon Corporation,Japan | Eclipse E100 | |
Von Kossa Solution | Wuhan servicebio technology CO.,LTD,China | G1043 | |
Western Blotting Luminol Reagent | Santa Cruz Biotechnology, Inc. ,USA | SC-2048 | |
β-Actin antibody | Cell Signaling Technology, Inc.,USA | E4967 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved