整合蛋白质组学、转录组学分析补阳还五汤保护急性脊髓损伤模型大鼠的作用机制OA

背景:研究表明补阳还五汤对脊髓损伤症状的改善和脊髓功能恢复有积极治疗作用,但其治疗通路尚不明确。脊髓组织中存在大量可作为疾病标志物的蛋白质或多肽。目的:探讨补阳还五汤通过调控蛋白质组与转录组学相关通路对急性脊髓损伤大鼠模型的保护机制。方法:将36只SD大鼠随机分为空白组、模型组和补阳还五汤组,后2组采用Allen’s改良法建立急性脊髓损伤大鼠模型。通过BBB评分评估运动功能恢复,尼氏染色观察病理形态,同位素相对标记与绝对定量技术蛋白质组学与RNA-seq转录组学筛选差异蛋白及基因进行GO富集分析和KEGG通路分析,通过与STRING互作网络数据库构建PPI网络,寻找关键通路,并通过Western blot、免疫组化和RT-PCR验证核心靶点。结果与结论:(1)运动学评分:与空白组对比,模型组大鼠下肢BBB运动评分明显较低(P<0.001),斜板试验倾斜角度明显较小(P<0.001);与模型组对比,补阳还五汤组大鼠下肢BBB运动评分较高(P<0.05);斜板试验倾斜角度明显较大(P<0.001)。病理形态学观察:空白组可见形态结构相对正常的神经元细胞,细胞结构完整,间隙正常,可见清晰的核仁核膜;模型组细胞坏死严重,结构紊乱,细胞核固缩,大部分核仁、核膜消失,存在大量组织空洞,有炎性细胞浸润;补阳还五汤组可见形态不规则、结构相对完整的神经元细胞,肿胀较轻,组织空洞和细胞坏死减少。(2)从GO功能注释和KEEG信号通路注释分析结果可知,差异蛋白质主要富集到急性期反应、蛋白质激活级联调节过程的调节、急性炎症反应的调节、血小板α颗粒、血液微粒、囊泡腔、丝氨酸型内肽酶抑制剂活性等分子功能,参与了map04142溶酶体、map04612抗原处理和呈递、map03013核质运输、map04964近端小管碳酸氢盐回收、map04610补体和凝血级联、ap00511其他聚糖降解、地图03040拼接体、map03410基底切除修复、map00531糖胺聚糖降解、冠状病毒病-COVID-19通路等信号通路;经过PPI构建,共分析出FGG、FN1、FGB、HSP90B1、CASP3等20个核心差异蛋白,FGG、FN1、FGB、CXCL1、CXCL13等20个核心差异基因。(3)Western blot检测表明补阳还五汤能够抑制脊髓组织中髓样分化因子88与P-IKBα蛋白的表达;免疫组化检测表明补阳还五汤能够抑制脊髓组织中BAX、Caspase-3蛋白的表达,促进BCL-2蛋白表达,抑制细胞凋亡;RT-PCR结果表明补阳还五汤能够抑制脊髓组织中髓样分化因子88、CXCL1的表达。上述结果提示,补阳还五汤可能通过抑制Toll样受体4/髓样分化因子88/核因子κB通路减轻炎症反应,通过调控BAX/BCL-2平衡,抑制Caspase-3表达阻止凋亡,从而保护脊髓组织。