《Toxicology and Applied Pharmacology》:Endometriosis lesion growth inhibition and immune modulation function of thymol in vitro and in vivo
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Thymol通过抗氧化和调节钙离子水平抑制子宫内膜异位症细胞增殖,并在动物模型中减少病变体积,同时改变脾脏CD4+/CD8+ T细胞和巨噬细胞数量及相关细胞因子基因表达。
张惠媛|朴元亨|金希成|宋冠华|林和顺|朴顺宇
韩国成均馆大学理学院生物科学系,水原16419
摘要
百里酚是一种存在于Thymus vulgaris L.(唇形科)精油中的酚类单萜衍生物,目前正被研究其在制药、功能性食品和化妆品中的潜在应用。尽管在这些领域有持续的研究,但百里酚对子宫内膜异位症的潜在治疗效果尚未得到证实。子宫内膜异位症的特征是子宫内膜组织在子宫外生长。现有的治疗方法,包括药物和手术,都存在局限性且无法根治。为了解决这些问题,我们的研究旨在通过体外和体内实验同时探索百里酚的治疗潜力。研究结果表明,百里酚具有抗氧化活性,并能调节细胞内钙离子浓度。进一步的研究发现,百里酚可缩小动物模型中的子宫内膜异位症病灶,并调节免疫反应,导致脾脏中CD4+ T细胞、CD8+ T细胞和巨噬细胞的数量发生变化,以及相关细胞因子基因的表达改变。总体而言,我们的发现表明百里酚作为子宫内膜异位症的治疗剂具有潜力。
引言
子宫内膜异位症是一种慢性妇科疾病,其特征是子宫内膜样组织出现在子宫外。全球约有5%–10%的育龄妇女患有此病。尽管其发病率很高,但诊断仍然具有挑战性,常常导致误诊和治疗延迟。子宫内膜异位症会影响肝脏和脂肪组织的新陈代谢,引发全身炎症和大脑中的基因表达改变,从而导致疼痛敏感性和情绪障碍,以及盆腔和月经疼痛(Taylor等人,2021年)。药物治疗的效果有限,且副作用风险高,复发率也较高。虽然手术可以暂时缓解疼痛症状,但疾病并未被根除,大约40%–50%的患者在五年内会出现疼痛复发。由于类固醇在子宫内膜异位症病理生理学中的重要作用,它们主要被用作激素避孕剂;然而,停药后症状可能会复发,而且类固醇药物的副作用也是不可避免的(Saunders和Horne,2021年)。
百里酚是一种存在于百里香属植物中的酚类单萜化合物,具有多种药理活性,包括抗氧化、抗菌、镇痛、抗真菌、防腐和抗肿瘤作用。作为一种潜在的天然疗法,它在多种疾病中显示出治疗效果,包括心血管、胃肠道、神经系统、风湿性疾病、代谢性疾病和恶性肿瘤(Splinter和Lopez,2014年)。研究表明,百里酚对肺癌、乳腺癌、前列腺癌和卵巢癌细胞系具有诱导细胞凋亡和抑制细胞增殖的作用(Elbe等人,2020a;Elbe等人,2020b)。此外,百里酚还显示出对炎症性疾病(如L-精氨酸诱导的急性胰腺炎)的免疫调节作用(Stojanovic等人,2021年)。对于暴露于氧化锌纳米颗粒的女性,百里酚还具有免疫保护和抗菌作用,表明其可能具有免疫刺激作用(Khalil等人,2023年)。
迄今为止,尚未有研究评估百里酚对子宫内膜异位症的治疗效果。据我们所知,本研究是首次证明百里酚在子宫内膜异位症细胞系和子宫内膜异位症小鼠模型中的治疗效果和作用机制。结果表明,百里酚能够显著抑制体外和体内的子宫内膜异位症病灶生长。此外,在小鼠的脾脏和病灶中观察到了显著的免疫反应,而在体外培养的子宫内膜异位症干细胞(ihOESCs)中也观察到了类似的反应。因此,实验结果支持百里酚对子宫内膜异位症的潜在治疗效果。
试剂
百里酚由Sigma Aldrich公司提供,使用前先溶解在二甲基亚砜(DMSO)中。实验中使用了补充数据中列出的不同抗体和药理抑制剂。
细胞培养
体外实验使用了来自患者子宫内膜异位症病灶的原始间质细胞衍生的永生化人卵巢子宫内膜异位症间质细胞(ihOESCs),具体方法如先前研究(37067725)所述。这些细胞在添加了特定成分的DME/F-12培养基中培养。
百里酚通过线粒体功能调节细胞活力并诱导自噬
将百里酚以0、50、100、200、300、400、500和600 μM的浓度给予ihOESCs,持续48小时,以评估细胞活力并确定IC50值。随着百里酚浓度的增加,ihOESCs的活力逐渐下降,IC50值为245.77 μM(图1A)。当百里酚浓度为200 μM(低于IC50值)时,细胞活力下降了0.60倍。这一浓度被确定为最高处理浓度。
讨论
子宫内膜异位症的特点是诊断困难、副作用高、复发率高以及缺乏明确的治疗手段。因此,需要新的治疗方法来应对这种在全球范围内普遍存在的疾病。为了寻找新的治疗方法,我们评估了百里酚的效果,如图9所示,百里酚具有抗氧化、抗菌和抗肿瘤活性,不仅在患者来源的子宫内膜异位症细胞(ihOESCs)中有效,
作者贡献声明
张惠媛:撰写初稿、数据可视化、软件使用、实验设计。
朴元亨:撰写初稿、数据可视化、软件使用、实验设计。
金希成:指导研究、方法论制定。
宋冠华:撰写初稿、指导研究、概念构思。
林和顺:审稿与编辑、指导研究、概念构思。
朴顺宇:审稿与编辑、指导研究、资金筹集。
伦理批准
动物实验遵循庆尚国立大学IACUC的批准规定(GNU-230425-M0083)进行。
写作过程中未使用人工智能辅助技术声明
作者确认在写作过程中未使用任何与人工智能相关的技术。
利益冲突声明
作者没有需要披露的相关财务或非财务利益。
致谢
本研究得到了韩国健康产业发展研究所(KHIDI)通过韩国卫生与福利部资助的韩国健康技术研发项目的支持(项目编号:HI22C1424)。同时,该研究还得到了韩国国家研究基金会(NRF)通过教育部资助的基础科学研究计划的支持(项目编号:RS-2023-00246500)。