Schutzwirkung und Mechanismus der endophytischen Bakterien in Süßholz gegen Cisplatin-induzierte HEK293-Zellschäden
Cisplatin (CP), ein in der klinischen Praxis häufig verwendetes Antitumormittel, hat erhebliche therapeutische Wirkungen, aber auch starke toxische Nebenwirkungen. Die wichtigsten Erscheinungsformen sind Nephrotoxizität, Hepatotoxizität, Ototoxizität und Kardiotoxizität, wobei die Nierenschädigung besonders schwerwiegend ist. Es besteht eine zeitliche Dosisabhängigkeit. An der durch CP verursachten Nephrotoxizität können mehrere pathogene Mechanismen beteiligt sein, darunter mitochondriale Dysfunktion, Induktion der Zellapoptose, oxidativer Stress usw. Daher ist die Frage, wie die toxischen Nebenwirkungen von CP wirksam reduziert werden können, zum Hauptthema bei der Ausweitung der klinischen Dosierung von CP geworden, und die Suche nach geeigneten Behandlungsplänen oder Medikamenten, die die CP-Toxizität synergistisch reduzieren und die Wirksamkeit erhöhen, ist derzeit die wichtigste Forschungsrichtung.
In den letzten Jahren ist mit der Entwicklung der traditionellen chinesischen Medizin die Kombination traditioneller chinesischer Medizin zur Verbesserung der Wirksamkeit und zur Verringerung der Toxizität zu einem wichtigen Forschungsschwerpunkt geworden. Süßholz, das "entgiftende heilige Kraut", hat einen süßen und milden Geschmack, nährt Milz und Qi und harmonisiert verschiedene Arzneimittel. Seine Wirkstoffe können Vergiftungssymptome lindern, die Sterblichkeitsrate senken und haben eine erhebliche entgiftende Wirkung auf Drogen und Gifte. Endophytische Bakterien gehören zur Kategorie der medizinischen mikrobiellen Ressourcen, die sich auf Pilze oder Bakterien beziehen, die im Inneren von gesundem Pflanzengewebe und -organen leben. Während des langfristigen Evolutionsprozesses machen sie eine genetische Rekombination mit dem Wirt durch und erhalten die Gene der Wirtspflanze, wodurch sie medizinische Wirkstoffe produzieren, die denen des Wirts gleich oder ähnlich sind. Man et al. fanden heraus, dass endophytische Stämme von Süßholz die gleichen physiologischen Wirkungen wie die Wirtspflanze haben und Saponin- und Flavonoid-Wirkstoffe ähnlich wie Süßholz verstoffwechseln können, mit pharmakologischen Wirkungen als Antibiotikum und Antioxidans. Yang et al. fanden heraus, dass die Fermentationsbrühe endophytischer Bakterien in Süßholz eine hustenstillende Wirkung hat, die der des Wirtssuds, der Gesamtflavonoide und der Gesamtsaponine ähnlich ist. Unsere vorläufigen experimentellen Untersuchungen haben bestätigt, dass endophytische Bakterien in Süßholz verschiedene pharmakologische Wirkungen haben, wie z. B. antibakterielle, entzündungshemmende, schleimlösende und antitumorale. Sie können Ammoniumglycyrrhizinat, Glycyrrhizin und Glycyrrhizin verstoffwechseln, die dem Wirts-Lakritz ähnlich sind. Daher könnten endophytische Bakterien in Lakritze ähnliche Entgiftungseffekte wie Lakritze haben. Frühere Entgiftungsversuche haben gezeigt, dass Lakritze die durch CP verursachte Nierentoxizität wirksam lindern kann. Es gibt jedoch keine systematische Studie über den Mechanismus der durch CP verursachten Nephrotoxizität durch endophytische Bakterien in Süßholz.

Daher zielt dieser Artikel darauf ab, ein CP-induziertes HEK293-Zellschadensmodell durch In-vitro-Experimente zu etablieren und die schützende Wirkung und den Mechanismus von endophytischen Süßholzbakterien auf CP-induzierte HEK293-Zellen zu untersuchen. Um eine Grundlage für die kombinierte Anwendung von endophytischen Süßholzbakterien und CP zu schaffen, um die Effizienz zu erhöhen und die Toxizität zu reduzieren, und um theoretische Referenzen für die Entgiftungswirkung von endophytischen Süßholzbakterien zu liefern, um die pharmakologischen Wirkungen von endophytischen Süßholzbakterien zu erweitern.

Als wichtigstes Ausscheidungsorgan des Körpers wird CP hauptsächlich über die Nieren ausgeschieden und sammelt sich in den proximalen Tubuli an, wo es eine hohe Konzentration und einen langfristigen Akkumulationszustand bildet, der die Erzeugung von ROS fördert und den Abbau durch Stoffwechselenzyme hemmt, was zu einer großen Ansammlung von ROS im Körper führt, die wiederum die Zellapoptose auslöst und Nierenschäden verursacht. Süßholz hat pharmakologische Wirkungen als Antitumormittel, Entzündungshemmer, Antioxidans und Radikalfänger, die die ROS-Bildung reduzieren und den Apoptosestatus der Zellen verbessern können. Die endophytischen Bakterien der Süßholzwurzel koexistieren mit der Süßholzwurzel und gehören zu den medizinischen mikrobiellen Ressourcen. Sie haben ähnliche pharmakologische Aktivitäten wie das Wirts-Lakritz und können durch Rosshaar verursachte Nierenschäden verringern. Sie haben auch das Potenzial, die Nephrotoxizität von Cisplatin zu verbessern. In dieser Studie wurde mit Hilfe des MTT-Tests die Absorption der verschiedenen Wirkstoffgruppen gemessen. Die Ergebnisse zeigten, dass die durch CP induzierten HEK293-Zellschäden zeit- und dosisabhängig waren. Im Vergleich zur CP-Gruppe verbesserte die Gruppe, die mit endophytischen Süßholzbakterien behandelt wurde, den Zellschaden signifikant, und der Unterschied war statistisch signifikant (P<0,01). Unter dem Inversmikroskop wurde beobachtet, dass die Schrumpfungsmorphologie der Zellen in der Kombinationstherapiegruppe deutlich reduziert und die Adhäsionsfähigkeit wiederhergestellt wurde, was mit Literaturberichten übereinstimmt. Die durchflusszytometrische Analyse ergab, dass die Apoptoserate in der CP-Gruppe im Vergleich zur Con-Gruppe signifikant erhöht war (P<0,01). Im Vergleich zur CP-Gruppe war die Apoptoserate der Kombinationstherapiegruppe reduziert, und die CPJT-H-Gruppe hatte den signifikantesten Effekt (P<0,01). In Übereinstimmung mit den Ergebnissen des MTT-Tests deutet dies darauf hin, dass die endophytischen Süßholzbakterien eine schützende Wirkung gegen CP-induzierte HEK293-Zellschäden haben.
Der Prozess der Zellapoptose ist sehr komplex und kann in endogene Wege, exogene Wege und Stresswege des endoplasmatischen Retikulums unterteilt werden. Die Bcl-2-Familie spielt eine Schlüsselrolle bei der Zellapoptose, einschließlich anti-apoptotischer Proteine wie Bcl-2 und pro-apoptotischer Proteine wie Bax. Bcl-2 spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des mitochondrialen Apoptosewegs und kann durch die Aktivierung nachgeschalteter Gene die Zellapoptose auslösen. Caspase-3, Caspase-8 und Caspase-9 sind die Hauptkomponenten der Caspase-Familie und werden häufig als wichtige Indikatoren für den Grad der Zellapoptose verwendet. GRP78 und CHOP sind Markerproteine für Stress des endoplasmatischen Retikulums und wichtige Komponenten der durch Stress des endoplasmatischen Retikulums ausgelösten Zellapoptose. Durch die Untersuchung der Proteine der Bcl-2-Familie, der Caspase-Familie und der durch den Stress des endoplasmatischen Retikulums induzierten Apoptose wurde der Schutzmechanismus der endophytischen Süßholzbakterien gegen die durch CP induzierte Apoptose in HEK293-Zellen erforscht. Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass die CP-Intervention im Vergleich zur Con-Gruppe die relativen Expressionsniveaus von Bax, Caspase-3, Caspase-8, Caspase-9, GRP78 und CHOP mRNA und Protein (P<0,05, P<0,01) hochregulierte, während sie die relativen Expressionsniveaus von Bcl-2 mRNA und Protein (P<0,01) reduzierte. Im Vergleich zur CP-Gruppe zeigte die Intervention verschiedener therapeutischer Medikamente für endophytische Süßholzbakterien eine gewisse Verbesserung der CP-induzierten HEK293-Zellschäden. Die relativen Expressionsniveaus von Bax, Caspase-3, Caspase-8, Caspase-9, GRP78 und CHOP mRNA und Protein in der CPJT-H-Gruppe wurden signifikant reduziert (P<0,05, P<0,01), während die relativen Expressionsniveaus von Bcl-2 mRNA und Protein stiegen (P<0,01).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass endophytische Lakritzbakterien die CP-induzierte Apoptose in HEK293-Zellen verringern und die CP-induzierte Nephrotoxizität abmildern können, indem sie die Expression der pro-apoptotischen Proteine Bax, Caspase-3, Caspase-8, Caspase-9, GRP78 und CHOP hemmen und die Expression des anti-apoptotischen Proteins Bcl-2 fördern. Dies bietet eine Grundlage für die kombinierte Verwendung von endophytischen Süßholzbakterien und CP zur Entgiftung und erweitert die pharmakologischen Wirkungen der endophytischen Süßholzbakterien.