关键词:
虫草菌丝
心脏衰老和损伤
网络药理学
氧化应激
细胞凋亡
Nrf2/HO-1/NF-κB通路
摘要:
借助动物实验和网络药理学,探究虫草菌丝(Cordyceps sinensis,CS)在体内改善小鼠心脏衰老和损伤的作用及机制。实验研究采用D-半乳糖(D-galactose,D-gal)连续皮下注射建立心脏衰老小鼠模型,30只小鼠随机分成正常组、模型组、CS低剂量(CS-low,CS-L)组、CS高剂量(CS-high,CS-H)组和维生素E(vitamin E,VE)组,在实验期间,每天经灌胃分别给予生理盐水、不同剂量CS混悬液或VE混悬液。在D-gal和不同药物联合干预60 d后,处死全部小鼠,收集血液及心脏组织,进而针对小鼠心脏衰老和损伤相关的各项指标进行检测和观察。实验结果显示,高、低剂量的CS和VE都能不同程度地改善模型小鼠衰老表型、心脏指数、心肌酶谱、细胞周期阻滞蛋白和衰老相关分泌表型(senescence-associated secretory phenotypes,SASP)蛋白表达水平、心脏组织纤维化水平和心脏组织病理学特征。进一步开展网络药理学分析,采用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP),获取CS活性成分259个,根据Gene Cards、OMIM数据库获取心脏衰老相关靶点2 568个,得出CS与心脏衰老交集靶点133个。通过靶点进行基因本体论(Gene Ontology,GO)功能和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)进一步分析,发现与心脏衰老相关的通路涉及氧化应激、凋亡、炎症相关信号通路等。故进一步实验验证发现,高、低剂量的CS和VE都能不同程度地改善模型小鼠心脏组织氧化应激和细胞凋亡程度。此外,CS-H和VE能激活模型鼠核因子E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)/血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)通路和抑制核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)通路关键信号分子蛋白表达水平。总之,该研究基于网络药理学分析和实验证实,CS可能通过调控Nrf2/HO-1/NF-κB通路活性,减轻衰老小鼠心脏氧化应激、细胞凋亡和炎症反应水平,进而减轻心脏衰老和损伤。