Danggui Sinitang Mitigates Gouty Arthritis in Rats by Regulating Autophagy via PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway

LU Rongrong; CAO Yue; LEI Xiaolei; LI Ruchao; LIU Biwang

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20230244

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Danggui Sinitang Mitigates Gouty Arthritis in Rats by Regulating Autophagy via PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway

更新时间：2023-05-16

- Danggui Sinitang Mitigates Gouty Arthritis in Rats by Regulating Autophagy via PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 29, Issue 12, Pages: 78-84(2023)
- 作者机构：
  
  山西中医药大学，山西晋中 030619
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20230244
  CLC： R2-0;R33;R289;R684.3
- Received：18 November 2022，
  
  Published Online：13 February 2023，
  
  Published：20 June 2023
- 稿件说明：
移动端阅览
路荣荣,曹越,雷晓蕾等.基于PI3K/Akt/mTOR信号通路调控自噬探讨当归四逆汤对痛风性关节炎大鼠的影响[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(12):78-84.

LU Rongrong,CAO Yue,LEI Xiaolei,et al.Danggui Sinitang Mitigates Gouty Arthritis in Rats by Regulating Autophagy via PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(12):78-84.
路荣荣,曹越,雷晓蕾等.基于PI3K/Akt/mTOR信号通路调控自噬探讨当归四逆汤对痛风性关节炎大鼠的影响[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(12):78-84. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230244.

LU Rongrong,CAO Yue,LEI Xiaolei,et al.Danggui Sinitang Mitigates Gouty Arthritis in Rats by Regulating Autophagy via PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(12):78-84. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230244.

摘要

目的

基于磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路，探讨当归四逆汤对痛风性关节炎（GA）大鼠自噬水平的影响。

方法

60只雄性SD大鼠随机分为正常组、模型组、秋水仙碱组（0.3 mg·kg

-1

）和当归四逆汤低、中、高剂量组（6.54、13.08、26.16 g·kg

-1

），每组10只，并分别给予相应药物灌胃，正常组、模型组给予等体积生理盐水灌胃，连续7 d。于第5天给药1 h后向各组（正常组除外）大鼠右侧踝关节注射尿酸钠混悬液（50 g·L

-1

）建立GA模型，正常组注射等体积的无菌生理盐水。观察大鼠踝关节肿胀情况；测定血清中肿瘤坏死因子-

（TNF-

）、白细胞介素-6（IL-6）、IL-1

水平；观察踝关节病理形态变化；蛋白免疫印迹法（Western blot）检测滑膜PI3K、磷酸化（p）-PI3K、Akt、p-Akt、mTOR、p-mTOR、微管相关蛋白1轻链3Ⅱ/Ⅰ（LC3Ⅱ/Ⅰ）、自噬效应蛋白（Beclin-1）、泛素结合蛋白（p62）表达水平；实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测PI3K、Akt、mTOR、LC3、Beclin-1、p62 mRNA表达水平。

结果

与正常组比较，模型组大鼠关节肿胀指数显著升高（

0.01），血清TNF-

、IL-6、IL-1

水平升高（

0.01），踝关节滑膜组织可见明显炎性细胞浸润和纤维组织增生，滑膜组织PI3K、p-PI3K、Akt、p-Akt、mTOR、p-mTOR、p62蛋白表达显著升高（

0.01），PI3K、Akt、mTOR、p62 mRNA表达显著升高（

0.01），LC3Ⅱ/Ⅰ、Beclin-1蛋白和LC3、Beclin-1 mRNA表达降低（

0.01）。与模型组比较，当归四逆汤中、高剂量组大鼠关节肿胀明显减轻（

0.05）；血清中TNF-

、IL-6、IL-1

表达量显著明显降低（

0.05）；踝关节滑膜组织未见明显炎性细胞浸润，纤维组织增生减轻；滑膜组织PI3K、p-PI3K、Akt、p-Akt、mTOR、p-mTOR、p62蛋白表达量均明显降低（

0.05），PI3K、Akt、mTOR、p62 mRNA表达量亦明显降低（

0.05），而LC3Ⅱ/Ⅰ、Beclin-1蛋白和LC3、Beclin-1 mRNA表达量均明显上升（

0.05）。

结论

当归四逆汤可以抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路，提高大鼠滑膜组织自噬水平，改善痛风性关节炎，并且以高剂量效果最佳。

Abstract

Objective

To study the mechanism of Danggui Sinitang in mitigating gouty arthritis （GA） in rats by regulating autophagy via the phosphatidylinositol 3-kinase （PI3K）/protein kinase B （Akt）/mammalian target of rapamycin （mTOR） signaling pathway.

Method

Sixty male SD rats were randomly assigned into normal， model， colchicine （0.3 mg·kg

-1

）， and low-， medium-， and high-dose Danggui Sinitang （6.54， 13.08， and 26.16 g·kg

-1

） groups （

=10） and administrated with corresponding drugs by gavage. The rats in the normal group and model group were administrated with equal volume of normal saline by gavage for 7 days. One hour after administration on day 5， the GA model was established by injecting sodium urate suspension （50 g·L

-1

） into the right ankle joint of rats in other groups except the normal group， and the rats in the normal group were injected with sterile normal saline of the same volume. The swelling and pathological changes of the ankle joint were observed. The serum levels of tumor necrosis factor-

（TNF-

）， interleukin-6 （IL-6）， and IL-1

were determined. Western blot was employed to determine the protein levels of PI3K， phosphorylated PI3K （p-PI3K）， protein kinase B （Akt）， phosphorylated Akt （p-Akt）， mTOR， phosphorylated mTOR （p-mTOR）， microtubule-associated protein 1 light chain 3 Ⅱ/Ⅰ （LC3Ⅱ/Ⅰ）， autophagy effector Beclin-1， and ubiquitin-binding protein p62 in the synovial tissue. Real-time fluorescent quantitative PCR （Real-time PCR） was employed to determine the mRNA levels of PI3K， Akt， mTOR， LC3， Beclin-1 and p62.

Result

Compared with the normal control， the model group showed increased joint swelling index （

0.01）， elevated serum levels of TNF-

， IL-6， and IL-1

， inflammatory cell infiltration， and fibrous tissue hyperplasia. In addition， the model group showed up-regulated protein levels of PI3K， p-PI3K， Akt， p-Akt， mTOR， p-mTOR， and p62 and mRNA levels of PI3K， Akt， mTOR， and p62 in the synovial tissue， while it showed down-regulated protein levels of LC3Ⅱ/Ⅰ and Beclin-1 and mRNA levels of LC3 and Beclin-1 （

0.01）. Compared with the model group， medium- and high-dose Danggui Sinitang alleviated the joint swelling （

0.01）， lowered the serum levels of TNF-

， IL-6， and IL-1

（

0.05）， and relieved the inflammatory cell infiltration in the synovial tissue of the ankle joint and the fibrous tissue hyperplasia. Moreover， they down-regulated the protein levels of PI3K， p-PI3K， Akt， p-Akt， mTOR， p-mTOR， and p62 and the mRNA levels of PI3K， Akt， mTOR， and p62 in the synovial tissue （

0.05）， while they up-regulated the protein levels of LC3Ⅱ/Ⅰ and Beclin-1 and the mRNA levels of LC3 and Beclin-1 （

0.05）.

Conclusion

Danggui Sinitang， especially at a high dose， can inhibit PI3K/Akt/mTOR signaling pathway to improve autophagy in the synovial tissue， thereby mitigating GA.

关键词

Keywords

references

GU Y ， ZHU Y ， DENG G ， et al . Curcumin analogue AI-44 alleviates MSU-induced gouty arthritis in mice via inhibiting cathepsin B-mediated NLRP3 inflammasome activation ［J］. Int Immunopharmacol ， 2021 ， 93 ： 107375 .

GALOZZI P ， BINDOLI S ， DORIA A ， et al . Autoinflammatory features in gouty arthritis ［J］. J Clin Med ， 2021 ， 10 （ 9 ）： 1880 .

HALL C J ， SANDERSON L E ， LAWRENCE L M ， et al . Blocking fatty acid-fueled mROS production within macrophages alleviates acute gouty inflammation ［J］. J Clin Invest ， 2018 ， 128 （ 5 ）： 1752 - 1771 .

章晓云，曾浩，李华南，等 . 痛风性关节炎的发病机制及中医药治疗研究进展［J］. 中国实验方剂学杂志， 2022 ， 28 （ 11 ）： 256 - 267 .

魏慧玲，王海山，杨伟娜 . 当归四逆汤对硬皮病模型小鼠血清炎症因子表达及TLR4/NF- κ B信号通路的影响［J］. 中国医院用药评价与分析， 2020 ， 20 （ 5 ）： 563 - 566 .

LEE J ， KIM H R ， QUINLEY C ， et al . Autophagy suppresses interleukin-1 β （IL-1 β ） signaling by activation of p62 degradation via lysosomal and proteasomal pathways ［J］. J Biol Chem ， 2012 ， 287 （ 6 ）： 4033 - 4040 .

PETRULEA M S ， PLANTINGA T S ， SMIT J W ， et al . PI3K/Akt/mTOR：A promising therapeutic target for non-medullary thyroid carcinoma ［J］. Cancer Treat Rev ， 2015 ， 41 （ 8 ）： 707 - 713 .

徐叔云，卞如濂，陈修 . 药理实验方法学［M］. 3版 . 北京：人民卫生出版社， 2002 .

CODERRE T J ， WALL P D . Ankle joint urate arthritis in rats provides a useful tool for the evaluation of analgesic and anti-arthritic agents ［J］. Pharmacol Biochem Behav ， 1988 ， 29 （ 3 ）： 461 - 466 .

郭玉星，熊辉，易法银，等 . 蠲痹历节清方对改良痛风性关节模型大鼠滑膜的TLR4，NF- κ B，PPAR γ 的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2018 ， 24 （ 23 ）： 126 - 133 .

JENA M ， TRIPATHY A ， MISHRA A ， et al . Effect of canakinumab on clinical and biochemical parameters in acute gouty arthritis：A meta-analysis ［J］. Inflammopharmacology ， 2021 ， 29 （ 1 ）： 35 - 47 .

VANITALLIE T B . Gout：Epitome of painful arthritis ［J］. Metabolism ， 2010 ， 59 （ Suppl1 ）： S32 - S36 .

于丹，底雪梅，张其锵，等 . 基于网络药理学探究当归四逆汤抗多囊卵巢综合征的药理作用与机制［J］. 中成药， 2021 ， 43 （ 12 ）： 3332 - 3338 .

韦国雨，陈清雄，唐永亮，等 . 基于Wnt- β -catenin信号调控BMP-2表达探讨当归四逆汤防治类风湿性关节炎临床研究［J］. 中华中医药学刊， 2017 ， 35 （ 1 ）： 243 - 246 .

胡文梅，贾爱明，白长川 . 当归四逆汤对糖尿病大鼠坐骨神经miR-210、HIF-1 α 和VEGF表达的影响［J］. 中国中医基础医学杂志， 2020 ， 26 （ 5 ）： 605 - 608 .

SHAHRABI S ， PARIDAR M ， ZEINVAND-LORESTANI M ， et al . Autophagy regulation and its role in normal and malignant hematopoiesis ［J］. J Cell Physiol ， 2019 ， 234 （ 12 ）： 21746 - 21757 .

BIASIZZO M ， KOPITAR-JERALA N . Interplay between NLRP3 inflammasome and autophagy ［J］. Front Immunol ， 2020 ， 11 ： 591803 .

PIAO M H ， WANG H ， JIANG Y J ， et al . Taxifolin blocks monosodium urate crystal-induced gouty inflammation by regulating phagocytosis and autophagy ［J］. Inflammopharmacology ， 2022 ， 30 （ 4 ）： 1335 - 1349 .

BARRA F ， EVANGELISTI G ， FERRO D L ， et al . Investigational PI3K/Akt/mTOR inhibitors in development for endometrial cancer ［J］. Expert Opin Investig Drugs ， 2019 ， 28 （ 2 ）： 131 - 142 .

SON S M ， KANG S ， CHOI H ， et al . Statins induce insulin-degrading enzyme secretion from astrocytes via an autophagy-based unconventional secretory pathway ［J］. Mol Neurodegener ， 2015 ， 10 （ 1 ）： 1 - 11 .

马武开，曾晨，徐晖，等 . 苗药金乌健骨方对类风湿关节炎滑膜细胞自噬的调控作用研究［J］. 中药材， 2019 ， 42 （ 4 ）： 891 - 896 .

ROGOV V ， DÖTSCH V ， JOHANSEN T ， et al . Interactions between autophagy receptors and ubiquitinlike proteins form the molecular basis for selective autophagy ［J］. Mol Cell ， 2014 ， 53 （ 2 ）： 167 - 178 .

LOU D ， ZHANG X ， JIANG C ， et al . 3 β ， 23-Dihydroxy-12-ene-28-ursolic acid isolated from cyclocarya paliurus alleviates NLRP3 inflammasome-mediated gout via PI3K-Akt-mTOR-dependent autophagy ［J］. Evid Based Complement Alternat Med ， 2022 ， 2022 ： 5541232 .

XUE J F ， SHI Z M ， ZOU J ， et al . Inhibition of PI3K/Akt/mTOR signaling pathway promotes autophagy of articular chondrocytes and attenuates inflammatory response in rats with osteoarthritis ［J］. Biomed Pharmacother ， 2017 ， 89 ： 1252 - 1261 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Improved Learning and Memory in Sleep-deprived Mice by Anmeidan via Cellular Autophagy Regulation Through PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway

Effect of Yishen Huayu Prescription on Autophagy of Transdifferentiated TCMK-1 Cells Based on SIRT1/FoxO1 Pathway

Total Saponins of Dioscoreae Nipponicae Rhizoma Alleviates Gouty Arthritis by Down-regulating COX-2-mediated M1 Macrophage Reprogramming

Mechanism of Traditional Chinese Medicine Against Gouty Arthritis via Regulating Nrf2 Signaling Pathway： A Review

Ginsenoside Rg₂ Protects Heart After Acute Myocardial Infarction by Regulating PI3K/Akt/mTOR Signaling Pathway

Related Author

LIU Huizhen

ZHANG Yini

CHEN Yumeng

XIAO Chunfeng

ZHANG Xuesong

WANG Ping

LI Qingru

ZHANG Linqi

Related Institution

School of Traditional Chinese Medicine， Hubei University of Chinese Medicine

Engineering Research Center of Traditional Chinese Medicine Protection Technology and New Product Development for the Elderly Brain Health， Ministry of Education， Hubei University of Chinese Medicine

School of Basic Medical Sciences， Hubei University of Chinese Medicine

School of Pharmaceutics， Hubei University of Chinese Medicine

Hubei Shizhen Laboratory

AI问答

Postal code：100700
Tel：010-84076882 Email：syfjx_2010@188.com
Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 京ICP备11006657号-10 京公网安备11010802024621
It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.

⁰