復(fù)方2區(qū)if8.1: 北大三院等揭示補腎健脾調(diào)血湯抑制LIF-mTOR信號軸調(diào)節(jié)線粒體功能減輕卵巢儲備功能減退

【寫在前面】：本期推薦的是由北京大學(xué)第三醫(yī)院中醫(yī)科促進女性生育國家重點實驗室、北京大學(xué)藥學(xué)院天然與仿生藥物國家重點實驗室等研究團隊合作近期發(fā)表于Apoptosis(IF8.1）的一篇文章，揭示補腎健脾調(diào)血湯抑制LIF-mTOR信號軸調(diào)節(jié)線粒體功能減輕環(huán)磷酰胺所致卵巢儲備功能減退。

【期刊簡介】

【題目及作者信息】

Bushen Jianpi Tiaoxue Decoction (BJTD) inhibits the LIF-mTOR signaling axis to regulate mitochondrial function and alleviate cyclophosphamide-induced diminished ovarian reserve

卵巢儲備功能減退（DOR）是一個具有挑戰(zhàn)性的障礙，影響全球婦女的生育能力有限的治療選擇。補腎健脾調(diào)血湯BJTD治療DOR具有顯著療效和安全性，但其作用機制尚不明確。本研究旨在揭示BJTD在環(huán)磷酰胺（Cy）刺激的DOR小鼠和4-羥基過氧環(huán)磷酰胺（4-HC）刺激的KGN細(xì)胞（人顆粒樣細(xì)胞系）損傷模型中的藥理作用和信號通路。利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)對DOR患者和Cy誘導(dǎo)模型的顆粒細(xì)胞進行再分析，以預(yù)測差異表達(dá)基因和關(guān)鍵信號通路。用Cy代謝物4-HC處理的KGN細(xì)胞進行體外驗證實驗，建立DOR模型。采用cck8法、流式細(xì)胞術(shù)、熒光染色、RT-qPCR和western blotting分析評估細(xì)胞活力、凋亡、氧化應(yīng)激、線粒體功能和鐵下垂標(biāo)志物。觀察BJTD血清對4-HC誘發(fā)的KGN損傷的保護作用。采用BJTD處理Cy誘導(dǎo)的DOR小鼠模型，通過陰道涂片、組織學(xué)分析、免疫染色、基因和蛋白表達(dá)實驗，觀察卵巢形態(tài)、動情周期、卵泡計數(shù)、激素標(biāo)志物、線粒體凋亡和鐵死亡水平。應(yīng)用UPLC-MS分析和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)鑒定BJTD的活性成分，然后通過分子對接評估與目標(biāo)蛋白的相互作用。為了證實BJTD的作用機制，在體外使用特異性抑制劑或激活劑分析mTOR信號調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)錄組再分析顯示基因表達(dá)存在顯著差異，LIF是與凋亡通路相關(guān)的關(guān)鍵靶點。在體外，4-HC暴露誘導(dǎo)KGN細(xì)胞凋亡、線粒體功能障礙和鐵死亡，伴隨LIF、mTOR和FoxO3a信號上調(diào)。BJTD血清通過調(diào)節(jié)線粒體功能和鐵調(diào)素標(biāo)記物Nrf2、HO-1和GPX4，顯著提高細(xì)胞活力，減少細(xì)胞凋亡，減輕氧化應(yīng)激。在體內(nèi)，BJTD減輕Cy誘導(dǎo)的卵巢損傷，改善卵巢指數(shù)、發(fā)情周期、卵泡發(fā)育和激素水平，同時減少卵泡閉鎖和顆粒細(xì)胞凋亡。機械地，BJTD抑制Cy誘導(dǎo)的LIF-mTOR軸和下游線粒體凋亡標(biāo)志物的激活，包括裂解的Caspase 9/3、BAX和γH2AX，同時增強OPA1和Bcl-2的表達(dá)。UPLC-MS結(jié)果結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)鑒定BJTD中主要有20種活性成分，其中黃芪甲苷IV與mTOR蛋白結(jié)合最強。mTOR通路調(diào)控實驗證實BJTD的保護作用是通過抑制mTOR磷酸化過度激活和線粒體凋亡級聯(lián)來實現(xiàn)的。BJTD通過靶向LIF-mTOR信號軸抑制顆粒細(xì)胞線粒體凋亡和鐵死亡，在減輕Cy-和4-HC誘導(dǎo)的DOR模型中顯示出有效性。這些結(jié)果可能顯示BJTD在保存卵巢儲備方面具有潛在的治療潛力。

圖文摘要

【前言】

卵母細(xì)胞是雌性生殖成功的關(guān)鍵限制因素。其在生殖年齡的下降導(dǎo)致卵巢儲備（DOR）的減少，其逐漸減少將最終導(dǎo)致更年期和不孕癥。越來越多的證據(jù)表明，DOR的全球流行率每年從19%上升到26%。特別是，大約25%的臨床病例是由于化療或放療等癌癥治療引起的。環(huán)磷酰胺（Cy）作為一種常用的烷基化劑，應(yīng)用于自身免疫性疾病和腫瘤的臨床化療，通過多種機制引起不同程度的卵巢毒性，損害生殖健康。這些影響包括靜息卵泡池的耗竭、卵巢微環(huán)境的破壞、生長卵泡的加速閉鎖和卵泡發(fā)育的缺陷，最終導(dǎo)致不孕。

幾個世紀(jì)以來，中草藥在亞洲被用來解決不孕癥的謎團。它含有多種生物活性化合物，具有多靶點、多途徑協(xié)同作用。補腎健脾調(diào)血湯BJTD是一種安全有效的治療方法，可增強卵巢功能，促進血液循環(huán)，滋養(yǎng)生殖系統(tǒng)。我們的臨床前研究已經(jīng)證明了其藥理活性，如抗凋亡、抗氧化和線粒體保護作用，特別是在多囊卵巢綜合征和子宮內(nèi)膜疾病中。本研究旨在闡明BJTD抑制化療所致卵巢損傷的分子機制。

在本研究中，我們利用公開的轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測DOR的潛在治療靶點，并利用分子對接技術(shù)評估BJTD的活性化學(xué)成分與關(guān)鍵蛋白之間的相互作用。最后，我們利用多種生物學(xué)方法有效地證實了BJTD治療化療誘導(dǎo)的DOR的相關(guān)分子途徑。

【結(jié)果部分】

1.DOR患者和Cy暴露的GCs轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)的再分析和驗證，以及概述信號通路的模式圖。

2.BJTD-S(補腎健脾調(diào)血湯的血清)對4-HC致人顆粒樣細(xì)胞損傷及凋亡的治療作用。

3.網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測、UPLC-MS分析結(jié)果、分子對接模式和綜合體外驗證。

4.BJTD-S調(diào)節(jié)線粒體功能增強抗氧化能力抑制4-HC誘發(fā)的鐵死亡。

5.BJTD對環(huán)磷酰胺致DOR小鼠卵巢損傷表型的治療作用。

6.BJTD特異性抑制Cy驅(qū)動的DOR小鼠LIF-mTOR通路級聯(lián)反應(yīng)。

7.BJTD-S通過抑制mTOR信號通路抑制4-HC誘導(dǎo)的KGN細(xì)胞線粒體凋亡級聯(lián)激活。

8.BJTD抑制化療所致DOR的分子機制。

【結(jié)論與討論】

總體而言，BJTD在體內(nèi)和體外實驗中均展現(xiàn)出對抗Cy-和4-HC誘導(dǎo)的DOR的潛力，這主要通過抑制LIF-mTOR信號通路的上調(diào)及其對線粒體凋亡和鐵死亡的下游效應(yīng)來實現(xiàn)。我們的研究結(jié)果為BJTD的治療潛力提供了新的見解，并確定了保護卵巢儲備的候選化合物。

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