Molekularer Mechanismus der Toxizität von Triptolid auf Hamster-Ovarialzellen auf der Grundlage von Transkriptomikforschung
Triptolid gehört zur Klasse der Epoxid-Diterpenoid-Lactone und ist der Hauptwirkstoff der traditionellen chinesischen Medizin Tripterygium wilfordii. Die moderne pharmakologische Forschung hat gezeigt, dass Triptolid die Zellapoptose auslösen, die Autophagie regulieren, den Zellzyklus hemmen, die Angiogenese hemmen und die Expression von entzündungsfördernden Zytokinen unterdrücken kann und somit verschiedene pharmakologische Wirkungen hat, wie z. B. Antitumor, Entzündungshemmung, Immunregulierung und Neuroprotektion. Mit Triptoliden verwandte Präparate sind auch in der klinischen Anwendung weithin anerkannt. Im Gegensatz zu seinen ausgezeichneten pharmakologischen Wirkungen hat Triptolid jedoch auch erhebliche toxische Nebenwirkungen bei klinischen Anwendungen gezeigt. Mehrere In-vitro- und In-vivo-Studien haben gezeigt, dass Triptolid mehrere Organe wie Leber, Nieren und Eierstöcke schädigen kann, was seine klinische Anwendung und Entwicklung stark einschränkt. Daher ist ein tiefes Verständnis des molekularen Mechanismus der toxischen Nebenwirkungen von Triptolid von großer Bedeutung für die Optimierung der klinischen Medikation, die Entwicklung neuer Derivate, die Verringerung der Toxizität und die Verbesserung der Sicherheit.

Die Reproduktionstoxizität von Tripterygium wilfordii Hook. f. hat die Forscher schon immer beschäftigt, aber die meisten Studien haben sich auf die pathologischen Veränderungen und die damit verbundenen physiologischen und biochemischen Anomalien in den Eierstöcken und anderen Organen konzentriert, die durch Tripterygium wilfordii Hook. f. Hook. f. Hook. f. Hook. f. Hook. f. Hook. f. Hook. f. Hook. f. Hook. f. Hook. f. Hook. f. Hook. f. Hook. f. Hook. f. Hook. f. f. Hook. Aufgrund der Fähigkeit von Triptolid, mehrere Signalwege zu regulieren, um seine pharmakologischen Wirkungen zu erzielen, sollte die Untersuchung seines Toxizitätsmechanismus ebenfalls als Ganzes betrachtet werden. In dieser Studie wurden Ovarialzellen des chinesischen Hamsters als Modell verwendet und die Transkriptomsequenzierungstechnologie eingesetzt, um die allgemeinen Veränderungen der Genexpression in Ovarialzellen vor und nach der Verabreichung von Triptolid zu untersuchen, um Hinweise auf den molekularen Mechanismus der durch Triptolid verursachten Ovarialschädigung zu erhalten.

Triptolid hat verschiedene pharmakologische Wirkungen wie entzündungshemmende, tumorhemmende und immunsuppressive Wirkungen und wird in der klinischen Praxis häufig zur Behandlung verschiedener Autoimmunerkrankungen wie rheumatoider Arthritis eingesetzt, wobei gute Anwendungsergebnisse erzielt werden. Es kann jedoch auch die Funktion der Eierstöcke schädigen, die Apoptose der Eierstockzellen auslösen und verschiedene Probleme des Fortpflanzungssystems wie Menstruationsstörungen, Amenorrhoe und vorzeitiges Versagen der Eierstöcke verursachen, wobei der molekulare Mechanismus seiner ovariellen Toxizität noch unklar ist. In dieser Studie wurde die Hamster-Eierstock-Zelllinie als Modell verwendet, um die Wirkung von Triptolid auf die Genexpression in Eierstockzellen nachzuweisen und zu analysieren. Auf der Grundlage einer umfassenden Analyse der biologischen GO-Funktionen und des KEGG-Stoffwechsels und der Signalwege wurde festgestellt, dass Triptolid den IL-17-Signalweg (cge04657) und den TNF-Signalweg (cge04668) fördert, während es hemmende Wirkungen auf den PI3K-Act-Signalweg (cge04151) aufweist.

Derzeit gibt es sechs Mitglieder der Interleukin-17-Familie (IL-17A bis IL-17F), die mit Rezeptoren interagieren, um nachgeschaltete Signalwege wie NF-κ B, MAPKs und C/EBPs zu aktivieren und die Expression von antimikrobiellen Peptiden, Zytokinen und Chemokinen zu induzieren, wodurch sie eine wichtige Rolle beim Schutz des Wirts vor dem Eindringen extrazellulärer Pathogene spielen. Zahlreiche Studien haben jedoch gezeigt, dass ein abnormaler IL-17-Signalweg ein wichtiger Auslöser für viele Entzündungskrankheiten ist. Die Expression von IL-17 steht in engem Zusammenhang mit Schuppenflechte, Multipler Sklerose, Spondylitis ankylosans und der Invasion von Krebszellen. Bei der Erforschung von Erkrankungen der Eierstöcke ist der Zusammenhang zwischen IL-17 und Eierstockkrebs am weitesten verbreitet. Studien haben gezeigt, dass IL-17 die Verschlechterung von Eierstockkrebs fördern kann und als potenzieller Biomarker für eine schlechte Prognose dient. Auch bei Endometriose, polyzystischem Ovarialsyndrom und vorzeitigem Eierstockversagen wurde ein Zusammenhang mit einer abnormen Expression von IL-17 nachgewiesen. Gleichzeitig wurden Tripterygium wilfordii Hook. f. Polysaccharid-Tabletten verwendet, um ein Rattenmodell für vorzeitiges Eierstockversagen zu etablieren. Durch Transkriptom-Sequenzierung und Anreicherungsanalyse wurde festgestellt, dass Tripterygium wilfordii Hook. f. die Expressionsniveaus von Genen wie il17c, traf6, fos, cxcl1, cxcl3 und ptgs2 erhöhen kann, wodurch der IL-17-Signalweg und die nachgeschaltete Genexpression in Eierstockzellen gefördert werden (siehe Tabelle 3 und Abbildung 6). Dies könnte der Hauptfaktor für die Toxizität von Tripterygium wilfordii Hook. f. für Eierstockzellen sein und sogar zu einem vorzeitigen Versagen der Eierstöcke führen.

Der Tumor-Nekrose-Faktor (TNF) ist ein multifunktionales Zytokin, zu dem TNF-α und TNF-β gehören, die beide denselben Rezeptor haben und eine Reihe von intrazellulären Signalwegen auslösen können. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Anti-Tumor-Reaktion, der Entzündungskontrolle und der Homöostase des Immunsystems. Die Forschung hat festgestellt, dass TNF-Rezeptoren in fast allen Zelltypen vorhanden sind. Nachdem TNF an seinen Rezeptor gebunden hat, rekrutiert er Verbindungsproteine wie TRADD und TRAF2, um die nachgeschaltete Genaktivierung weiter zu induzieren und Reaktionen zu erzeugen. Zu den nachgeschalteten Effekten von TRADD gehören hauptsächlich Apoptose und entzündungshemmende Wirkungen, während zu den nachgeschalteten Effekten von TRAF2 hauptsächlich Anti-Apoptose und Entzündungssignale gehören. Als wichtiges proinflammatorisches Zytokin kann eine abnorme Expression des Tumornekrosefaktors zu verschiedenen Krankheiten wie systemischem Lupus erythematodes, Colitis ulcerosa, Morbus Crohn usw. führen. Die bisherigen Forschungsergebnisse bestätigen, dass die Serum-TNF-α-Spiegel bei Patientinnen mit Ovarialendometriose, polyzystischem Ovarialsyndrom und vorzeitigem Ovarialversagen deutlich erhöht sind, was auf seine wichtige Rolle bei der Schädigung der Eierstöcke hinweist. Durch Transkriptom-Sequenzierung und Anreicherungsanalyse wurde festgestellt, dass Triptolid die Expression von Genen wie traf1, traf5, fos, cxcl1, csf2 und vcam1 erhöhen kann, den TNF-Signalweg und die nachgeschaltete Genexpression fördert (siehe Tabelle 3 und Abbildung 7), was ein wichtiger Auslöser für die durch Triptolid induzierte Ovarialzellpathologie sein kann.

Der Phosphatidylinositol-3-Kinase-Akt-Signalweg (PI3K-Akt-Signalweg) kann durch verschiedene zelluläre Reize oder toxische Schäden aktiviert werden und spielt eine Rolle bei der Transkription, der Translation, der Zellproliferation, dem Wachstum und anderen Prozessen. Dieser Signalweg spielt eine wichtige Rolle bei der Aktivierung, dem Wachstum und dem Ovulationsprozess von Säugetierfollikeln. Die Ergebnisse der Transkriptomanalyse zeigten, dass Triptolid den PI3K-Akt-Signalweg hemmen und die Morphogenese der Eierstockzellen beeinflussen kann (GO: 0009653), was mit berichteten Forschungsergebnissen übereinstimmt und indirekt die Richtigkeit unserer Studie bestätigt.

Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse der Anreicherungsanalyse, dass Triptolid die Biosynthese von Cholesterin in Eierstockzellen fördern kann (cge00100 cge00900、GO:0008299、GO:0006720) 。 Die Forschung hat gezeigt, dass ein Östradiolmangel den Lipidstoffwechsel beeinträchtigen und einen Anstieg des Cholesterinspiegels verursachen kann. Daher ist der Cholesterinspiegel im Körper negativ mit dem Östradiolspiegel korreliert, und Östradiolmangel ist ein wichtiger pathologischer Indikator für vorzeitiges Eierstockversagen. In der Zwischenzeit haben Studien gezeigt, dass Triptolid bei Ratten eine Dyslipidämie auslösen kann, die zu einer Fettlebertoxizität führt. Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass die Auswirkungen von Triptolid auf den Lipidstoffwechsel in den Eierstockzellen seine ovarielle Toxizität fördern könnten.

Zusätzlich zu den oben genannten Signalwegen sind andere signifikant angereicherte Effekte hauptsächlich mit dem pharmakologischen Mechanismus von Triptolid verbunden, wie der MAPK-Signalweg, der p53-Signalweg, der ECM-Rezeptor-Interaktions-Signalweg sowie krankheitsbezogene Signalwege wie rheumatoide Arthritis und Krebs, die mit bestehenden Forschungsergebnissen übereinstimmen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Triptolid die Signal- und Stoffwechselprozesse der Eierstockzellen stören kann, indem es verschiedene Signalwege wie den IL-17-Signalweg, den TNF-Signalweg, den PI3K-Act-Signalweg, den Cholesterinstoffwechsel usw. beeinträchtigt, was zur Schädigung der Eierstockzellen und zur Eierstocktoxizität führt. Die Forschungsergebnisse liefern nützliche Hinweise zur weiteren Klärung des toxischen Mechanismus von Triptolid.