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写在前面本期推荐的是由中国中医科学院广安门医院、山东中医药大学附属医院等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF8.3)的一篇文章,揭示通脉化癥合剂通过抑制JAK2/STAT3信号通路诱导铁死亡减轻子宫腺肌病

期刊简介

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题目及作者信息

Tongmai Huazheng mixture attenuates adenomyosis by inducing ferroptosis through suppression of the JAK2/STAT3 signaling pathway

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背景

铁死亡是一种新型的铁依赖性细胞死亡。在子宫腺肌病(AM)中,异位子宫内膜病变表现出对铁死亡的抵抗,这有助于疾病的进展和复发。通脉化癥合剂(TMHZ)是一种医院配制的中药复方,在AM的治疗中已显示出临床疗效,但TMHZ调节AM铁死亡的确切机制尚不清楚。

目的

本研究旨在确定TMHZ是否通过抑制JAK2/STAT3信号通路诱导铁死亡而发挥抗AM作用。

方法

采用整合UPLC-MS/MS、网络药理学和RNA测序的多组学策略来确定TMHZ的候选靶点和关键调控途径。采用CCK-8、EdU、创伤愈合和Transwell实验检测TMHZ含药血清对子宫腺肌病衍生细胞(AMDC)增殖、迁移和侵袭的影响。采用FerroOrange和CM-H2DCFDA荧光探针、谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)检测试剂盒以及透射电镜观察评估铁下垂诱导和氧化应激水平。采用免疫荧光和western blotting(WB)检测TMHZ对JAK2/STAT3信号通路和铁死亡相关蛋白的调节作用。JAK2抑制剂AG490和激动剂香豆霉素A1用于验证该通路的参与。在体内,建立三苯氧胺诱导的AM小鼠模型,评估TMHZ的治疗效果和安全性。苏木精-伊红(HE)染色观察子宫组织病理学改变,测定血清雌二醇(E2)和孕酮(P4)水平,验证模型的建立。SOD和MDA水平以及免疫组化和WB分析结果进一步证实TMHZ对铁死亡和JAK2/STAT3信号通路的体内调节作用。此外,对主要器官(肝、脾和肾)进行HE染色以评估系统安全性。

结果

生物信息学分析提示TMHZ的治疗作用与JAK2/STAT3通路的调控和铁死亡密切相关。TMHZ对AMDC的增殖、迁移和侵袭有明显的抑制作用;细胞内Fe²增加⁺ 活性氧(ROS)水平;GSH和SOD活性降低;MDA含量升高,线粒体典型损伤。TMHZ还下调p-JAK2、p-STAT3、SLC7A11和GPX4的表达。使用JAK2抑制剂和激动剂的进一步拯救实验证实了JAK2/STAT3通路在此过程中的关键作用。在体内,TMHZ抑制JAK2/STAT3信号通路,促进铁死亡,显著减轻异位内膜腺向子宫肌层的病理侵犯,显示出良好的全身安全性。

结论

TMHZ抑制JAK2/STAT3通路,从而诱导异位病灶的铁死亡。这种铁调反应抑制AMDC的增殖、迁移和侵袭,最终导致AM进展的减弱。这些发现提供了新的机制见解和支持TMHZ作为一个潜在的治疗策略在中医框架内的AM。

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图文摘要

前言

子宫腺肌病(Adenomyosis,AM)是一种妇科疾病,其特征是子宫内膜腺和间质通过交界区浸润到子宫肌层。其病理特征包括肌层纤维化重塑、平滑肌细胞代偿性肥大和慢性炎症微环境的形成,最终导致子宫增大、痛经、月经过多和不孕。AM已成为育龄妇女慢性盆腔疼痛和不孕症治疗的主要临床挑战。在全球范围内,AM的患病率从5%到70%不等,在术后病理诊断中达到70%,在超声或MRI识别AM时达到20–35%。因此,迫切需要阐明促进AM进展的病理机制,寻找新的治疗靶点。

通脉化癥合剂(TMHZ,批号Z20240154000)是以温阳益气活络中药理论为基础,以肉桂、当归、黄芪、茯苓、川芎、芍药、牡丹、土鳖虫、大黄、重楼、白花蛇舌草等为主要成分研制而成的医院复方制剂,已正式批准临床使用,并广泛应用于AM的治疗,其主要成分受中国发明专利保护(专利号ZL 202010454557.8)。我们的临床研究表明,TMHZ可有效缓解AM患者的痛经、慢性盆腔疼痛和月经过多。多项临床前研究表明TMHZ可能通过调节多种信号通路延缓AM的进展。已证明其抑制炎症介质如COX-2和IL-8的表达,从而改善AM小鼠模型中的炎症微环境。TMHZ还可降低子宫组织中的胶原纤维比率,并下调包括I型胶原、纤维连接蛋白和α-SMA在内的纤维化相关蛋白,从而减轻病变纤维化。此外,对TMHZ肉桂和重楼两种主要草药成分的研究表明,它们在调节PI3K/AKT通路、抑制BCL-2表达和促进异位子宫内膜细胞凋亡方面具有协同作用。然而,目前的研究主要集中在其在炎症、纤维化和凋亡中的作用。TMHZ是否参与上睑下垂的调控尚不清楚,其分子机制有待进一步研究。

初步生物信息学分析表明,TMHZ对AM的治疗作用可能与调节铁下垂和JAK2/STAT3通路有关。然而,确切的分子机制仍有待于完全阐明。因此,本研究以生物信息学的研究结果为基础,通过体内外实验,探讨TMHZ能否通过JAK2/STAT3途径调控AM的铁死亡,从而抑制AM的进展。

结果部分

1.通脉化癥方(TMHZ)及含 TMHZ 血清中化学成分的表征。

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2.TMHZ 活性成分及靶点的网络药理学分析。

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3.TMHZ 调控差异表达基因(DEGs)的RNA测序(RNA-seq)分析。

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4.TMHZ 调控差异表达基因的时间序列聚类分析与功能富集。

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5.TMHZ 对子宫腺肌病来源细胞(AMDCs)增殖、迁移、侵袭及氧化应激水平的调控作用。

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6.TMHZ 通过调控JAK2/STAT3通路在AMDCs中诱导铁死亡。

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7.JAK2激动剂coumermycin A1对AMDCs中 TMHZ 介导的JAK2/STAT3信号通路调控及铁死亡的影响。

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8.TMHZ 对AM小鼠铁死亡相关蛋白及JAK2/STAT3通路的影响。

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9.TMHZ 对AM小鼠氧化应激及安全性特征的影响。

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10.TMHZ 通过JAK2/STAT3信号通路诱导AM细胞铁死亡的机制示意图。

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结论与讨论

本研究首次通过生物信息学分析证明TMHZ靶向铁死亡和JAK2/STAT3通路。体外实验表明,TMHZ通过抑制JAK2/STAT3信号通路抑制AMDC的增殖、迁移和侵袭,从而增加氧化应激,诱导线粒体损伤,促进铁下垂。体内研究结果进一步证实TMHZ下调JAK2/STAT3通路,诱导铁死亡,有效阻止腺体浸润肌层,且未出现显著全身毒性反应——凸显其良好的安全性特征。此外,本研究提供了支持JAK2/STAT3信号通路在调节AM病变铁死亡中作用的新型实验证据。然而, TMHZ 调控炎症微环境及介导AM铁死亡的具体分子机制仍需进一步研究。

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