α-山竹素对RAW264.7巨噬细胞在高糖诱导的炎症和氧化应激反应中的影响的整合分析及体外评估

《BMC Complementary Medicine and Therapies》：Integrative analysis and in vitro assessment of the effects of α-mangostin on high-glucose-induced inflammatory and oxidative stress responses in RAW264.7 macrophages

　　

摘要

背景

在高血糖环境下，持续存在的巨噬细胞介导的炎症是糖尿病伤口相关炎症微环境的重要特征。从山竹中提取的天然黄酮类化合物α-山竹素已被报道在多种实验模型中具有抗炎作用。然而，它对高糖诱导的巨噬细胞炎症和氧化应激的影响仍需进一步研究。

目的

本研究旨在探讨α-山竹素对高糖刺激下巨噬细胞炎症和氧化反应的影响，并通过整合网络药理学、分子对接、分子动力学模拟以及体外实验等方法，探究其潜在的分子机制。

方法

首先收集α-山竹素的潜在靶点，并与糖尿病伤口相关基因进行交叉分析以确定候选靶点。随后通过蛋白质-蛋白质相互作用分析和功能富集分析来识别核心靶点及相关生物通路。利用分子对接技术评估α-山竹素与关键靶点之间的结合亲和力，接着对α-山竹素与TNF复合物进行110纳秒的分子动力学模拟，以及对α-山竹素与PTGS2复合物进行50纳秒的补充模拟。体外实验则采用高糖刺激的RAW264.7巨噬细胞作为模型，同时以甘露醇作为渗透压对照组。进一步研究了α-山竹素对炎症介质、氧化应激标志物、PTGS2/COX-2表达以及NF-κB活性的影响。

结果

共发现了24个α-山竹素与糖尿病伤口相关基因的重叠靶点。富集分析表明这些靶点主要与炎症及免疫相关的生物过程有关，其中TNF和IL-17信号通路被认定为通过计算预测出的可能相关通路。分子对接结果显示α-山竹素与多个核心靶点之间存在良好的结合作用，包括PTGS2、AKT1、TNF和PARP1。110纳秒的分子动力学模拟进一步表明，在模拟过程中α-山竹素与TNF复合物保持相对稳定，50纳秒的补充模拟也支持了α-山竹素与PTGS2复合物的构象稳定性。在高糖刺激的RAW264.7巨噬细胞中，α-山竹素显著降低了包括TNF-α、IL-1β和IL-6在内的促炎细胞因子的mRNA表达和分泌水平，同时还降低了PTGS2/COX-2的表达，并抑制了NF-κB p65的磷酸化。此外，α-山竹素还减轻了高糖引起的氧化应激，表现为GSH含量和SOD活性上升，而MDA水平下降。加入甘露醇对照组有助于区分由葡萄糖引起的炎症和氧化反应与渗透压应力带来的影响。

结论

α-山竹素能够减弱高糖诱导的RAW264.7巨噬细胞中的炎症和氧化反应。综合计算分析表明，TNF和IL-17相关的通路可能参与其中，而体外实验仅提供了炎症细胞因子、PTGS2/COX-2、氧化应激标志物以及NF-κB活化方面变化的支持性证据。这些研究结果为α-山竹素在类似糖尿病的巨噬细胞炎症环境中的抗炎和抗氧化潜力提供了初步的实验及计算依据。不过，在得出关于TNF/IL-17通路调控或其在糖尿病伤口愈合中的治疗功效的结论之前，还需要进行针对特定通路的直接验证以及功能性糖尿病伤口相关模型的研究。

背景

在高血糖环境下，持续存在的巨噬细胞介导的炎症是糖尿病伤口相关炎症微环境的重要特征。α-山竹素已被报道在多种实验模型中具有抗炎作用。然而，它对高糖诱导的巨噬细胞炎症和氧化应激的影响仍需进一步研究。

目的

本研究旨在探讨α-山竹素对高糖刺激下巨噬细胞炎症和氧化反应的影响，并通过整合网络药理学、分子对接、分子动力学模拟以及体外实验等方法，探究其潜在的分子机制。

方法

首先收集α-山竹素的潜在靶点，并与糖尿病伤口相关基因进行交叉分析以确定候选靶点。随后通过蛋白质-蛋白质相互作用分析和功能富集分析来识别核心靶点及相关生物通路。利用分子对接技术评估α-山竹素与关键靶点之间的结合亲和力，接着对α-山竹素与TNF复合物进行110纳秒的分子动力学模拟，以及对α-山竹素与PTGS2复合物进行50纳秒的补充模拟。体外实验则采用高糖刺激的RAW264.7巨噬细胞作为模型，同时以甘露醇作为渗透压对照组。进一步研究了α-山竹素对炎症介质、氧化应激标志物、PTGS2/COX-2表达以及NF-κB活性的影响。

结果

共发现了24个α-山竹素与糖尿病伤口相关基因的重叠靶点。富集分析表明这些靶点主要与炎症及免疫相关的生物过程有关，其中TNF和IL-17信号通路被认定为通过计算预测出的可能相关通路。分子对接结果显示α-山竹素与多个核心靶点之间存在良好的结合作用，包括PTGS2、AKT1、TNF和PARP1。110纳秒的分子动力学模拟进一步表明，在模拟过程中α-山竹素与TNF复合物保持相对稳定，50纳秒的补充模拟也支持了α-山竹素与PTGS2复合物的构象稳定性。在高糖刺激的RAW264.7巨噬细胞中，α-山竹素显著降低了包括TNF-α、IL-1β和IL-6在内的促炎细胞因子的mRNA表达和分泌水平，同时还降低了PTGS2/COX-2的表达，并抑制了NF-κB p65的磷酸化。此外，α-山竹素还减轻了高糖引起的氧化应激，表现为GSH含量和SOD活性上升，而MDA水平下降。加入甘露醇对照组有助于区分由葡萄糖引起的炎症和氧化反应与渗透压应力带来的影响。

结论

α-山竹素能够减弱高糖诱导的RAW264.7巨噬细胞中的炎症和氧化反应。综合计算分析表明，TNF和IL-17相关的通路可能参与其中，而体外实验仅提供了炎症细胞因子、PTGS2/COX-2、氧化应激标志物以及NF-κB活化方面变化的支持性证据。这些研究结果为α-山竹素在类似糖尿病的巨噬细胞炎症环境中的抗炎和抗氧化潜力提供了初步的实验及计算依据。不过，在得出关于TNF/IL-17通路调控或其在糖尿病伤口愈合中的治疗功效的结论之前，还需要进行针对特定通路的直接验证以及功能性糖尿病伤口相关模型的研究。