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补肾活血方通过调控PI3K/Akt通路改善早发性卵巢功能不全小鼠颗粒细胞铁死亡与凋亡的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Ethnopharmacology 4.8
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为解决早发性卵巢功能不全(POI)患者卵巢功能衰退及生育力下降的临床难题,华中科技大学同济医院团队开展了一项整合网络药理学与转录组学的多学科研究。研究发现补肾活血方(BHR)通过激活PI3K/Akt信号通路,显著抑制颗粒细胞(GCs)铁死亡与凋亡,上调GPX4/SLC7A11表达并下调Hmox1,为POI治疗提供了新型中药干预策略。
早发性卵巢功能不全(POI)是困扰育龄女性的重大生殖内分泌疾病,约3.5%的女性在40岁前会遭遇卵巢功能衰竭,伴随不孕、潮热、骨质疏松等健康问题。化疗药物环磷酰胺(CTX)是诱发医源性POI的主要因素,其通过诱导颗粒细胞(GCs)死亡加速卵泡耗竭。目前激素替代疗法(HRT)虽能缓解症状,但无法恢复生育能力,且存在血栓风险。传统中药复方补肾活血方(BHR)源自明代《景岳全书》,临床用于月经不调和不孕症治疗,但其改善POI的多靶点机制尚未阐明。
华中科技大学同济医院团队在《Journal of Ethnopharmacology》发表的研究中,采用CTX诱导的POI小鼠模型,结合网络药理学预测、卵巢转录组测序、分子生物学实验和KGN细胞系验证等多维技术,系统揭示了BHR的作用机制。研究通过检测卵巢指数、动情周期、激素水平、卵泡发育等指标评估疗效;运用Tunel染色、流式细胞术分析细胞凋亡;采用Western blot、qPCR检测铁死亡与凋亡相关分子;并利用PI3K抑制剂LY294002和激动剂740 Y-P进行通路验证。
3.1. BHR改善POI小鼠卵巢功能
BHR给药28天显著恢复CTX导致的卵巢萎缩,提高卵巢指数(卵巢湿重/体重×100%),改善动情周期紊乱。组织学显示BHR增加原始卵泡储备,减少闭锁卵泡,上调抗缪勒管激素(AMH)水平,降低促卵泡激素(FSH)并提高雌二醇(E2
)。
3.3. BHR抑制颗粒细胞凋亡
Tunel染色显示BHR降低卵巢GCs凋亡率。分子水平上,BHR下调促凋亡蛋白Bax和cleaved-caspase 3,上调抗凋亡蛋白Bcl2,并促进增殖标志物PCNA表达。体外实验证实1 mg/ml BHR可逆转4-氢过氧环磷酰胺(4-HC)诱导的KGN细胞凋亡。
3.5. 网络药理学预测PI3K/Akt通路关键作用
通过TCMSP、Drugbank等数据库筛选出BHR的253个作用靶点与POI的1871个靶点,发现144个交集靶点。PPI网络分析显示Akt1、CASP3、BCL2等为核心靶点,KEGG富集提示PI3K/Akt通路显著关联。
3.6. 转录组学验证铁死亡调控
RNA-seq发现BHR逆转POI相关差异基因296个,其中168个被下调、128个被上调。通路分析显示PI3K/Akt和铁死亡通路富集度最高,提示BHR可能通过Hmox1/GPX4轴调控铁死亡。
3.7. BHR调控铁死亡关键分子
Western blot显示BHR显著上调谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)和胱氨酸/谷氨酸转运体(SLC7A11),同时下调血红素加氧酶1(Hmox1)。体外实验证实BHR降低Fe2+
和丙二醛(MDA)水平,提高还原型谷胱甘肽(GSH),改善线粒体膜电位(JC-1检测)。
3.9. BHR激活PI3K/Akt/mTOR通路
体内外实验均显示BHR促进PI3K、Akt、mTOR磷酸化。使用LY294002抑制PI3K后,BHR对GPX4/SLC7A11的上调作用被阻断,而PI3K激动剂740 Y-P可模拟BHR效应,证实PI3K/Akt是核心调控通路。
这项研究首次阐明BHR通过双重机制改善POI:一方面激活PI3K/Akt/mTOR通路抑制GCs凋亡,另一方面通过Hmox1/GPX4轴减轻铁死亡。该发现不仅为POI提供了"补肾活血"治则的科学依据,也为开发靶向PI3K/Akt的中药复方奠定了基础。研究创新性地整合传统中药理论与现代系统生物学方法,通过"成分-靶点-通路"多维验证,体现了中医药多靶点、整体调控的特色优势。未来需进一步开展临床转化研究,并探索BHR中槲皮素、熊果酸等活性成分的单独作用机制。
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