Ziel war es, anhand von Transkriptomik den Wirkmechanismus von Shengdian Pingchuan Zhi Ke-Pillen (SPZP) bei der Verbesserung von bronchialem Asthma (AS) durch Regulation des endoplasmatischen Retikulum-Stresses, der Apoptose vermittelt, zu untersuchen und experimentell zu bestätigen. 60 SD-Ratten wurden zufällig in eine Blankogruppe, eine Modellgruppe, eine Positivkontrollgruppe (Dexamethason-Injektion, 0,125 mg/kg) sowie SPZP-Gruppen mit niedriger, mittlerer und hoher Dosierung (540, 1080, 2160 mg/kg) mit jeweils 10 Tieren unterteilt. Ein AS-Modell wurde durch intraperitoneale Injektion einer Mischung aus Ovalbumin und Aluminiumhydroxid kombiniert mit Verneblungs-induzierter Stimulation erstellt, danach erfolgte eine Intervention von 21 Tagen vor der Probenentnahme. Pathologische Veränderungen im Lungengewebe wurden mittels Hämatoxylin-Eosin (HE)-Färbung untersucht; der Immunglobulin E (IgE)-Spiegel im Serum der Ratten wurde mittels ELISA bestimmt; das endoplasmatische Retikulum und ultrastrukturelle Apoptose wurden mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) beobachtet; eine Transkriptomanalyse (RNA-seq) des Lungengewebes wurde durchgeführt, um molekulare Mechanismen der SPZP-Intervention zu erforschen; die Apoptoserate wurde mittels TUNEL-Färbung detektiert; die Proteinexpression von CHOP, Bax und Bcl-2 wurde mittels Western blot bestimmt. Ein Lipopolysaccharid-induziertes Schädigungsmodell menschlicher Bronchialepithelzellen (BEAS-2B) wurde aufgestellt, mit Gruppen: blanko, Modell, sowie niedrige, mittlere und hohe SPZP-Dosierung mit medikamentösen Seren. Zellmorphologie wurde mittels Mikroskop beobachtet; TEM wurde für die ultrastrukturelle Beobachtung des endoplasmatischen Retikulums eingesetzt; Apoptoserate wurde mit Durchflusszytometrie gemessen; CHOP-Proteinaggregation im Zellkern wurde mittels Immunfluoreszenz (IF) untersucht; mRNA-Expression von GRP78, ATF6, Bax, Bcl-2 wurde mittels Real-time PCR bestimmt; Proteinexpression von GRP78, CHOP, ATF6, Bax, Bcl-2 und gespaltenem Caspase-3 wurde per Western blot analysiert. Die In-vivo-Ergebnisse zeigten, dass im Vergleich zur Blankogruppe die Modellgruppe häufiges Keuchen mit Begleitsausen, Husten, verminderte Aktivität, schnelle Atmung und pathologische Veränderungen im Lungengewebe wie Ablösung des Atemwegsepithels, Infiltration von Entzündungszellen, Verdickung der Atemwegswände, Erweiterung des endoplasmatischen Retikulums, Chromatingerbung, Kernpyknose und erhöhte Serum-IgE-Werte (P<0,01) aufwies. Die SPZP-Intervention verbesserte diese Ergebnisse signifikant (P<0,01). RNA-seq-Analysen zeigten 515 differentielle Gene zwischen Blanko- und Modellgruppe, 1852 zwischen Modell- und Hochdosisgruppe, mit 74 differentiellen Überschneidungsgenen, die signifikant bei Asthma, Apoptose und Proteinverarbeitung des endoplasmatischen Retikulums angereichert waren. TUNEL-Färbung und Western blot zeigten im Vergleich zur Blankogruppe eine signifikante Erhöhung der Apoptoserate im Lungengewebe der Modellgruppe (P<0,01), eine hochregulierte Expression von CHOP und Bax (P<0,01) und eine signifikante Herunterregulierung von Bcl-2 (P<0,01), während die SPZP-Intervention diese Marker erheblich verbesserte (P<0,01). Zellversuche zeigten, dass SPZP-haltiges Serum dosisabhängig die Überlebensrate von BEAS-2B-Zellen erhöhte (P<0,01), die Zellmorphologie verbesserte, die Chromatinaggregation und Schwellung/Bruch des endoplasmatischen Retikulums reduzierte, die Apoptoserate mittels Durchflusszytometrie signifikant senkte (P<0,01); mRNA- und Proteinexpression von GRP78, ATF6, Bax und gespaltenem Caspase-3 wurden herunterreguliert (P<0,05, P<0,01), während Bcl-2 mRNA und Protein hochreguliert wurden (P<0,05, P<0,01). Fazit: In vivo- und in vitro-Experimente bestätigen, dass die SPZP-Intervention bei AS möglicherweise mit der Regulation der übermäßigen Aktivierung des GRP78/ATF6/CHOP-Signalwegs zusammenhängt und die Apoptose von Epithelzellen, die durch endoplasmatischen Stress verursacht wird, reduziert.

bronchiales Asthma; Shengdian Pingchuan Zhi Ke; Transkriptomik; endoplasmatischer Retikulum-Stress; epithelialer Zelltod