基于网络药理学法探讨莱菔素对H2O2诱导RAW264.7巨噬细胞氧化损伤保护作用

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目的:探讨莱菔素(Sulforaphene,SFE)可能具有的抗氧化损伤作用及其机制。方法:1.网络药理学方法。PharmMapper数据库预测SFE靶蛋白;CTD数据库检索氧化应激相关蛋白;SFE预测靶蛋白与氧化应激相关蛋白进行交集获得交集靶蛋白;STRING数据库构建交集靶蛋白的蛋白质-蛋白质相互作用网络并进行MCODE模块分析;对交集靶蛋白进行GO富集分析。2.实验方法。CCK-8法检测不同浓度H2O2诱导小鼠RAW264.7巨噬细胞氧化损伤时细胞活力,建立H2O2氧化损伤细胞模型。CCK-8法检测不同浓度SFE应用于RAW264.7巨噬细胞的细胞活力,选择SFE安全使用浓度。CCK-8法检测细胞活力观察SFE对H2O2氧化损伤细胞模型的保护作用。qPCR法检测SFE处理RAW264.7细胞(2h、4h、8h、10h、12h、24h)抗氧化应激基因Nrf2(Nuclear factor erythroid-2 related factor 2,Nrf2)、HO-1(Heme oxygenase,HO-1)、SOD2(Superoxide dismutase,SOD)和NQO1(NAPPH;quinone oxidoreductase,NQO1)的表达水平。qPCR法观察不同浓度Nrf2信号通路抑制剂(ML385)对Nrf2基因表达的影响。qPCR法检测H2O2处理组、SFE处理组、ML385+SFE处理组和ML385+SFE+H2O2处理组中Nrf2、HO-1、SOD2和NQO1 mRNA表达水平。结果:1.网络药理学研究结果(1)预测得到SFE靶蛋白258个,氧化应激相关蛋白946个,交集后得到37个靶蛋白。应用STRING数据库构建SFE交集靶蛋白的蛋白质相互作用网络。(2)MCODE模块分析显示SFE交集靶蛋白的蛋白质相互作用网络主要与Nrf2信号通路相关,亦可能通过调节免疫炎症起到抗氧化应激作用。(3)GO富集分析显示SFE与氧化应激交集获得的37个靶蛋白的生物过程主要涉及氧化应激、对含氧化合物反应,细胞过程调控和凋亡。2.实验结果(1)H2O2诱导RAW264.7细胞氧化损伤模型的建立。与空白对照组相比,3 mmol/L H2O2作用1h细胞活力均值54.14%(p<0.05),选择3 mmol/L H2O2建立氧化损伤模型。(2)SFE作用RAW264.7细胞浓度的筛选。与空白对照组相比,SFE浓度小于0.4μmol/L时对RAW264.7细胞活力无明显影响(p<0.05);SFE浓度大于0.4μmol/L细胞活力明显下降(p<0.05),后续实验选择0.4μmol/L SFE处理细胞。(3)SFE对H2O2诱导RAW264.7细胞氧化损伤保护作用。与空白对照组相比,H2O2组细胞活力显著下降(p<0.05);与H2O2组相比,0.1μmol/L、0.2μmol/L、0.4μmol/L SFE预培养24h的细胞活力有明显改善,并呈剂量依赖性(p<0.05)。(4)qPCR法检测SFE处理RAW264.7细胞不同时间(2h、4h、8h、10h、12h、24h)Nrf2、HO-1、SOD2和NQO1基因表达水平。与空白对照组相比,Nrf2基因表达在2h下降,4h、8h、10h、12h、24h Nrf2表达水平呈现先升高后下降趋势(p<0.05),其中在8h表达水平最高;与空白对照组相比,SOD2基因表达水平2h时无显著变化(p<0.05),4h、8h、10h、12h、24h表达水平呈现先升高后下降趋势(p<0.05),其中在8h表达水平最高;与空白对照组相比,HO-1基因表达水平在2和4h下降(p<0.05),8 h、10 h、12 h、24h mRNA表达水平逐渐升高(p<0.05),呈时间依赖关系;与空白对照组相比,NQO1基因表达量在2和4h无显著变化(p<0.05),8 h、10 h、12 h、24h mRNA表达水平逐渐升高(p<0.05),呈时间依赖关系。(5)qPCR法选择Nrf2信号通路抑制剂(ML385)使用浓度。与DMSO对照组相比,浓度5μmol/L ML385预处理,Nrf2、HO-1和NQO1mRNA表达水平均降低(p<0.05),SOD2 mRNA表达无显著性改变(p>0.05)。10μmol/L ML385处理组,Nrf2、HO-1、NQO1和SOD2 mRNA表达水平均降低(p<0.05)。(6)qPCR法检测ML385在SFE保护氧化损伤中相关基因表达影响。与空白对照组相比,3 mmol/L H2O2处理组处理1h后Nrf2、HO-1、NQO1和SOD2基因mRNA表达水平显著下降(p<0.05);与空白对照组相比,0.4μmol/L SFE处理24h后可使Nrf2、HO-1、NQO1和SOD2基因mRNA表达显著增加,其表达水平分别提高5.9、4.9、9.6、6.4倍(p<0.05)。与H2O2处理组对比,SFE+H2O2处理组Nrf2、HO-1、NQO1和SOD2基因表达升高(p<0.05);与SFE+H2O2处理组对比,ML385+DMSO+SFE+H2O2处理组Nrf2、HO-1、NQO1和SOD2基因表达水平显著下降(p<0.05)。结论:1.SFE对氧化损伤具有保护作用。2.Nrf2可能是SFE发挥抗氧化作用的重要途径。
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