Beskyttende effekt og mekanisme af endofytiske bakterier i lakrids mod cisplatin-induceret HEK293-celleskader
Cisplatin (CP), som er et almindeligt anvendt antitumorlægemiddel i klinisk praksis, har betydelige terapeutiske virkninger, men stærke toksiske bivirkninger. De vigtigste manifestationer er nefrotoksicitet, hepatotoksicitet, ototoksicitet og kardiotoksicitet, hvor nyreskade er særlig alvorlig. Det har en tidsdosisafhængighed. Nefrotoksiciteten forårsaget af CP kan involvere flere patogene mekanismer, herunder mitokondriel dysfunktion, induktion af celleapoptose, oxidativ stress osv. Derfor er spørgsmålet om, hvordan man effektivt kan reducere de toksiske bivirkninger af CP, blevet det primære spørgsmål i forbindelse med udvidelsen af den kliniske dosering af CP, og at finde egnede behandlingsplaner eller lægemidler til synergistisk at reducere CP-toksicitet og øge effektiviteten er blevet den vigtigste forskningsretning på nuværende tidspunkt.
I de senere år, med udviklingen af traditionel kinesisk medicin, er kombinationen af traditionel kinesisk medicin for at forbedre effektiviteten og reducere toksiciteten blevet et stort forsknings-hotspot. Lakrids, som er en "afgiftende hellig urt", har en sød og mild smag, fungerer som næring for milten og qi og harmoniserer forskellige lægemidler. Dens aktive ingredienser kan lindre forgiftningssymptomer, reducere dødeligheden og have betydelige afgiftende virkninger på stoffer og toksiner. Endofytiske bakterier hører til kategorien af medicinske mikrobielle ressourcer, som henviser til svampe eller bakterier, der lever inde i sunde plantevæv og -organer. I løbet af den langsigtede udviklingsproces gennemgår de genetisk rekombination med værten og får værtsplantens gener og producerer medicinske aktive ingredienser, der er de samme som eller ligner dem i værten. Man et al. fandt, at endofytiske lakridsstammer har de samme fysiologiske virkninger som værten og kan metabolisere saponin og flavonoide aktive ingredienser, der ligner lakrids, med farmakologiske virkninger som antibakterielle og antioxidanter. Yang et al. fandt, at fermenteringsbouillon af endofytiske bakterier i lakrids har en hostestoppende effekt svarende til værtsafkoget, samlede flavonoider og samlede saponiner. Vores foreløbige eksperimentelle forskning har bekræftet, at endofytiske bakterier i lakrids har forskellige farmakologiske virkninger såsom antibakterielle, antiinflammatoriske, slimløsende og anti-tumor. De kan metabolisere ammoniumglycyrrhizinat, glycyrrhizin og glycyrrhizin, som ligner værtslakrids. Derfor kan endofytiske bakterier i lakrids have afgiftningseffekter, der ligner lakrids. Tidligere afgiftningseksperimenter har vist, at lakrids effektivt kan lindre nyretoksicitet forårsaget af CP. Der har dog ikke været nogen systematisk undersøgelse af mekanismen for nefrotoksicitet forårsaget af CP af endofytiske bakterier i lakrids.

Derfor har denne artikel til formål at etablere en CP-induceret HEK293-celleskademodel gennem in vitro-eksperimenter og undersøge den beskyttende virkning og mekanisme af endofytiske lakridsbakterier på CP-inducerede HEK293-celler. For at give et grundlag for den kombinerede anvendelse af endofytiske lakridsbakterier og CP for at forbedre effektiviteten og reducere toksiciteten og for at give teoretisk reference til afgiftningseffekten af endofytiske lakridsbakterier, hvilket yderligere udvider de farmakologiske virkninger af endofytiske lakridsbakterier.

Som kroppens vigtigste udskillelsesorgan udskilles CP hovedsageligt gennem nyrerne og akkumuleres i de proksimale tubuli, hvilket danner en høj koncentration og langvarig akkumuleringstilstand, fremmer genereringen af ROS og hæmmer dets metaboliske enzymnedbrydning, hvilket resulterer i en stor ophobning af ROS i kroppen, som igen inducerer celleapoptose og forårsager nyreskade. Lakrids har farmakologiske virkninger af antitumor, antiinflammatorisk, antioxidant og fjernelse af frie radikaler, hvilket kan reducere ROS-generering og forbedre celleapoptosestatus. De endofytiske lakridsbakterier lever sammen med lakrids og hører til de medicinske mikrobielle ressourcer. De har farmakologiske aktiviteter, der ligner værtslakridsens, og kan reducere nyreskader forårsaget af hestehår. De har også potentiale til at forbedre cisplatins nefrotoksicitet. Denne undersøgelse brugte MTT-assay til at måle absorbansen af forskellige lægemiddelinterventionsgrupper. Resultaterne viste, at CP-induceret HEK293-celleskade var tids- og dosisafhængig. Sammenlignet med CP-gruppen forbedrede behandlingsgruppen med endofytiske lakridsbakterier celleskaderne betydeligt, og forskellen var statistisk signifikant (P<0,01). Under et omvendt mikroskop blev det observeret, at krympemorfologien af celler i kombinationsbehandlingsgruppen blev reduceret betydeligt, og vedhæftningsevnen blev genoprettet i overensstemmelse med litteraturrapporter. Flowcytometrianalyse afslørede, at sammenlignet med Con-gruppen var apoptosefrekvensen i CP-gruppen signifikant øget (P<0,01). Sammenlignet med CP-gruppen blev apoptoseraten i kombinationsterapigruppen reduceret, og CPJT-H-gruppen havde den mest signifikante effekt (P<0,01). I overensstemmelse med MTT-analyseresultaterne tyder det yderligere på, at endofytiske lakridsbakterier har en beskyttende virkning mod CP-induceret HEK293-celleskader.
Processen med celleapoptose er meget kompleks og kan opdeles i endogene veje, eksogene veje og endoplasmatisk retikulums stressveje. Bcl-2-familien spiller en nøglerolle i celleapoptose, herunder antiapoptotiske proteiner som Bcl-2 og proapoptotiske proteiner som Bax. Bcl-2 spiller en vigtig regulerende rolle i den mitokondrielle apoptosevej og kan forårsage celleapoptose ved at aktivere downstream-gener. Caspase-3, Caspase-8 og Caspase-9 er hovedkomponenterne i Caspase-familien og bruges ofte som vigtige indikatorer til at påvise graden af celleapoptose. GRP78 og CHOP er markørproteiner for endoplasmatisk retikulumstress og vigtige komponenter i endoplasmatisk retikulumstress-induceret celleapoptose. Ved at undersøge Bcl-2-familien, Caspase-familien og endoplasmatisk retikulumstress-inducerede apoptoseproteiner blev den beskyttende mekanisme for endofytiske lakridsbakterier mod CP-induceret apoptose i HEK293-celler udforsket. De eksperimentelle resultater viste, at sammenlignet med Con-gruppen opregulerede CP-interventionen de relative ekspressionsniveauer af Bax, Caspase-3, Caspase-8, Caspase-9, GRP78 og CHOP mRNA og protein (P<0,05, P<0,01), mens de relative ekspressionsniveauer af Bcl-2 mRNA og protein blev reduceret (P<0,01). Sammenlignet med CP-gruppen viste interventionen af forskellige terapeutiske lægemidler til endofytiske lakridsbakterier en vis grad af forbedring i CP-induceret HEK293-celleskader. De relative ekspressionsniveauer af Bax, Caspase-3, Caspase-8, Caspase-9, GRP78 og CHOP mRNA og protein i CPJT-H-gruppen blev signifikant reduceret (P<0,05, P<0,01), mens de relative ekspressionsniveauer af Bcl-2 mRNA og protein steg (P<0,01).
Sammenfattende kan endofytiske lakridsbakterier reducere CP-induceret apoptose i HEK293-celler og lindre CP-induceret nefrotoksicitet ved at hæmme udtrykket af de pro-apoptotiske proteiner Bax, Caspase-3, Caspase-8, Caspase-9, GRP78, CHOP og fremme udtrykket af det anti-apoptotiske protein Bcl-2. Dette danner grundlag for den kombinerede brug af endofytiske lakridsbakterier og CP til afgiftning og udvider de farmakologiske virkninger af endofytiske lakridsbakterier.