Molekylær mekanisme for toksicitet af triptolid på ovarieceller fra hamster baseret på transkriptomisk forskning
Triptolid tilhører klassen af epoxy-diterpenoidlaktoner og er den vigtigste aktive ingrediens i den traditionelle kinesiske medicin Tripterygium wilfordii. Moderne farmakologisk forskning har vist, at triptolid kan inducere celleapoptose, regulere autofagi, hæmme cellecyklus, hæmme angiogenese og undertrykke ekspressionen af proinflammatoriske cytokiner og dermed have forskellige farmakologiske virkninger såsom antitumor, antiinflammatorisk, immunregulering og neurobeskyttelse. Triptolid-relaterede præparater er også blevet bredt anerkendt i kliniske anvendelser. Men i modsætning til sine fremragende farmakologiske virkninger har triptolid også vist betydelige toksiske bivirkninger i kliniske anvendelser. Flere in vitro- og in vivo-undersøgelser har vist, at triptolid kan forårsage skade på flere organer som lever, nyrer og æggestokke, hvilket i høj grad begrænser dets kliniske anvendelse og udvikling. Derfor er en dyb forståelse af den molekylære mekanisme bag de toksiske bivirkninger af triptolid af stor betydning for optimering af klinisk medicinering, design af nye derivater, reduktion af toksicitet og forbedring af sikkerheden.

Reproduktionstoksiciteten af Tripterygium wilfordii Hook. f. har altid været en bekymring for forskere, men de fleste undersøgelser har fokuseret på de patologiske forandringer og relaterede fysiologiske og biokemiske abnormiteter i æggestokkene og andre organer forårsaget af Tripterygium wilfordii Hook. f. Krog. f. Krog. f. Krog. f. Krog. f. Krog. f. Krog. f. Krog. f. Krog. f. Krog. f. Krog. f. Krog. f. Krog. f. Krog. f. Krog. f. Krog. På grund af triptolids evne til at regulere flere veje for at opnå sine farmakologiske virkninger, bør undersøgelsen af dets toksicitetsmekanisme også betragtes som en helhed. Denne undersøgelse brugte ovarieceller fra kinesisk hamster som model og benyttede transkriptomsekventeringsteknologi til at undersøge de overordnede ændringer i genekspression i ovarieceller før og efter indgivelse af triptolid for at give en reference til den molekylære mekanisme for triptolid-induceret ovarieskade.

Triptolid har forskellige farmakologiske virkninger såsom antiinflammatoriske, antitumor- og immunsuppressive virkninger og bruges almindeligvis til behandling af forskellige autoimmune sygdomme såsom reumatoid arthritis i klinisk praksis og opnår gode applikationsresultater. Det kan dog også skade æggestokkens funktion, fremkalde æggestokkens celleapoptose, forårsage forskellige reproduktive systemproblemer såsom menstruationsforstyrrelser, amenoré og for tidlig æggestokkesvigt, men den molekylære mekanisme for dets æggestokketoksicitet er stadig uklar. Denne undersøgelse brugte ovariecellelinjen fra hamster som model til at påvise og analysere effekten af triptolid på genekspressionen i ovarieceller. Baseret på den omfattende analyse af GO-biologiske funktioner og KEGG-metabolisme og -veje blev det konstateret, at Triptolid fremmer IL-17-signalvejen (cge04657) og TNF-signalvejen (cge04668), mens det udviser hæmmende virkninger på PI3K Akt-signalvejen (cge04151).

Der er i øjeblikket seks medlemmer af interleukin-17 (IL-17)-familien, fra IL-17A til IL-17F, som interagerer med receptorer for at aktivere downstream-veje, herunder NF-κ B, MAPK'er og C/EBP'er, hvilket inducerer udtrykket af antimikrobielle peptider, cytokiner og kemokiner og derved spiller en vigtig rolle i beskyttelsen af værter mod invasion af ekstracellulære patogener. Mange undersøgelser har imidlertid vist, at en unormal IL-17-signalvej er en vigtig udløsende faktor for mange inflammatoriske sygdomme. Ekspressionsniveauet af IL-17 er tæt forbundet med psoriasis, multipel sklerose, ankyloserende spondylitis og invasion af kræftceller. I forskningen af ovarierelaterede sygdomme er forholdet mellem IL-17 og ovariecancer det mest almindelige. Undersøgelser har vist, at IL-17 kan fremme forværringen af kræft i æggestokkene og fungere som en potentiel biomarkør for dårlig prognose. Endometriose, polycystisk ovariesyndrom og for tidlig ovariesvigt har også vist sig at være relateret til unormal ekspression af IL-17. Samtidig er Tripterygium wilfordii Hook. f. polysaccharid-tabletter også blevet brugt til at etablere en rottemodel for for tidlig ovariesvigt. Gennem transkriptomsekventering og berigelsesanalyse blev det konstateret, at Tripterygium wilfordii Hook. f. kan øge ekspressionsniveauet af gener som il17c, traf6, fos, cxcl1, cxcl3 og ptgs2 og derved fremme IL-17-signalvejen og downstream-genekspression i ovarieceller (se tabel 3 og figur 6). Dette kan være den vigtigste faktor i Tripterygium wilfordii Hook. f.'s toksicitet over for ovarieceller og endda fremkalde for tidlig ovariesvigt.

Tumornekrosefaktor (TNF) er et multifunktionelt cytokin, der omfatter TNF - α og TNF - β, som begge har den samme receptor og kan fremkalde en række intracellulære signalveje. Det spiller en vigtig rolle i antitumorrespons, inflammationskontrol og immunsystemets homeostasebalance. Forskning har vist, at TNF-receptorer findes i næsten alle typer celler. Når TNF binder sig til sin receptor, rekrutterer den forbindelsesproteiner som TRADD og TRAF2 for yderligere at fremkalde downstream-genaktivering og generere reaktioner. TRADD's downstream-effekter omfatter hovedsageligt apoptose og antiinflammatoriske effekter, mens TRAF2's downstream-effekter hovedsageligt omfatter antiapoptose og inflammatoriske signaler. Som et vigtigt proinflammatorisk cytokin kan unormal ekspression af tumornekrosefaktor føre til forskellige sygdomme som systemisk lupus erythematosus, ulcerøs colitis, Crohns sygdom osv. De eksisterende forskningsresultater bekræfter, at serum TNF - α-niveauer er signifikant forhøjede hos patienter med ovarieendometriose, polycystisk ovariesyndrom og for tidlig ovariesvigt, hvilket indikerer dets vigtige rolle i processen med ovarieskade. Gennem transkriptomsekventering og berigelsesanalyse blev det konstateret, at Triptolid kan øge ekspressionsniveauerne af gener som traf1, traf5, fos, cxcl1, csf2 og vcam1, fremme TNF-signalvejen og downstream-genekspression (se tabel 3 og figur 7), hvilket kan være en vigtig udløser for Triptolid-induceret ovariecellepatologi.

Fosfatidylinositol 3-kinase Akt-signalvejen (PI3K Akt-signalvejen) kan aktiveres af forskellige cellulære stimuli eller toksiske skader og spiller en rolle i transkription, translation, celleproliferation, vækst og andre processer. Denne vej spiller en vigtig rolle i aktiverings-, vækst- og ægløsningsprocessen i pattedyrs follikler. Resultaterne af transkriptomanalysen viste, at triptolid kan hæmme PI3K Akt-signalvejen og påvirke ovariecellemorfogenesen (GO: 0009653), hvilket er i overensstemmelse med rapporterede forskningsresultater og indirekte bekræfter nøjagtigheden af vores undersøgelse.

Desuden viste resultaterne af berigelsesanalysen, at triptolid kan fremme biosyntesen af kolesterol i ovarieceller (cge00100 cge00900、GO:0008299、GO:0006720) 。 Forskning har vist, at østradiolmangel kan påvirke lipidmetabolismen og forårsage en stigning i kolesterolniveauet. Derfor er kolesterolniveauer i kroppen negativt korreleret med østradiolniveauer, og østradiolmangel er en vigtig patologisk indikator for for tidlig ovariesvigt. I mellemtiden har undersøgelser vist, at Triptolid kan fremkalde dyslipidæmi hos rotter, hvilket fører til fedtlevertoksicitet. Resultaterne af denne undersøgelse tyder på, at Triptolids indvirkning på lipidmetabolismen i ovarieceller kan fremme dets ovarietoksicitet.

Ud over de ovennævnte veje er andre signifikant berigede effekter hovedsageligt relateret til den farmakologiske mekanisme for triptolid, såsom MAPK-signalvejen, p53-signalvejen, ECM-receptorinteraktionssignalvejen samt sygdomsrelaterede veje såsom reumatoid arthritis og kræft, hvilket er i overensstemmelse med eksisterende forskningsresultater.

Sammenfattende kan Triptolid forstyrre ovariecellers signalering og metaboliske processer ved at påvirke forskellige veje som IL-17-signalvej, TNF-signalvej, PI3K Akt-signalvej, kolesterolmetabolisme osv., hvilket fører til ovariecelleskader og ovarietoksicitet. Forskningsresultaterne giver nyttige referencer til yderligere afklaring af triptolids toksiske mekanisme.