Exploring on Mechanism of Forsythiae Fructus-Lonicerae Japonicae Flos in Treatment of Acute Lung Injury Based on Serum Metabolomics

CHANG Wanshun ,  

LI Kang ,  

CHEN Zhaohua ,  

HAN Yuqing ,  

CHEN Yanwen ,  

ZHU Yanhui ,  

CHENG Zhenyu ,  

HUANG Haiying ,  

摘要

L'objectif de la présente étude était d'étudier l'impact du composé de fruits de forsythia-chèvrefeuille (Forsythiae Fructus-Lonicerae Japonicae Flos, FF) sur le métabolome sérique des rats atteints de lésions pulmonaires aiguës (ALI) et d'explorer le mécanisme d'action du FF dans le traitement de l'ALI. Méthodes. Après une semaine d'adaptation, 30 rats mâles SD ont été choisis au hasard, dont 6 rats pour le groupe témoin. Les 24 rats restants ont été utilisés pour modéliser l'ALI par perfusion intratrachéale de lipopolysaccharide (LPS). Après la réussite de la modélisation de l'ALI, tous les rats ont été répartis au hasard dans le groupe modèle, le groupe FF à faible dose (3,0 g/kg), le groupe FF à forte dose (6,0 g/kg) et le groupe dexaméthasone (5 mg/kg), avec 6 rats dans chaque groupe. Les rats des groupes FF à faible et forte dose et du groupe dexaméthasone ont reçu une perfusion gastrique quotidienne de la dose correspondante, tandis que les rats des groupes témoin et modèle ont reçu une perfusion gastrique de la même quantité de solution saline physiologique, pendant 3 jours. L'état de la tissu pulmonaires des rats a été évalué de manière intégrée par coloration à l'hématoxyline-éosine, détermination du rapport de la masse tissulaire sèche à humide (W/D) et détermination de la concentration de protéines dans le liquide de lavage bronchoalvéolaire des rats. Le métabolome sérique des rats a été analysé par chromatographie liquide à ultra-haute performance-temps de vol à quadrupôle-masse spectrométrie (UPLC-Q-TOF-MS). Les biomarqueurs potentiels de l'ALI ont été dépistés en fonction des valeurs d'importance des variables (VIP) >1, du test t P<0,05 et des niveaux de logarithme binaire (FC)>1 ou log2FC<-1. Les biomarqueurs potentiels ont été analysés en les combinant avec la base de données du Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG), en utilisant MetaboAnalyst (http: //www.MetaboAnalyst.ca/) pour analyser les voies. Les niveaux d'expression des protéines S1P, PI3K, Akt1 et Akt1 phosphorée (p-Akt1) ont été déterminés par immunoprécipitation (Western blot). Les niveaux d'expression d'interleukine (IL)-6, IL-1β et du facteur de nécrose tumorale-α (TNF-α) dans le liquide de lavage bronchoalvéolaire des rats ont été déterminés par immunoabsorption enzymatique (ELISA). Résultats. Par rapport au groupe témoin, les rats du groupe modèle ALI ont présenté des lésions pulmonaires, telles qu'une expansion des alvéoles, des hémorragies interstitielles et une infiltration massive de cellules inflammatoires, une augmentation de la concentration de protéines et une augmentation du rapport W/D des tissus pulmonaires (P<0,01). Par rapport au groupe modèle, les rats du groupe FF à faible et forte dose et du groupe dexaméthasone ont montré une réduction de l'hémorragie bronchique, une diminution de la concentration de protéines dans le liquide de lavage bronchoalvéolaire et une diminution du rapport W/D des tissus pulmonaires (P<0,05), atteignant un soulagement significatif des lésions pulmonaires. L'analyse du métabolome sérique des rats a révélé la récupération de 38 biomarqueurs; l'analyse de l'enrichissement des voies a montré que le FF agit principalement par l'intermédiaire de l'influence sur la synthèse d'arginine, le métabolisme des sphingolipides, le métabolisme de l'alanine, le métabolisme de l'asparagine et de l'acide glutamique, le métabolisme de la taurine et de l'hypotaurine, le métabolisme de l'acide α-linolénique, le métabolisme de la niacine et du nicotinamide, le métabolisme du rétinol et d'autres sept voies métaboliques clés. Les résultats des méthodes Western bolt et ELISA ont montré que par rapport au groupe témoin, les niveaux d'expression de S1P, PI3K, Akt1, p-Akt1 dans les tissus pulmonaires des rats et les niveaux d'expression d'IL-6, IL-1β et TNF-α dans le liquide de lavage bronchoalvéolaire des rats ont augmenté de manière significative (P<0,01). Par rapport au groupe modèle, les niveaux d'expression des indicateurs susmentionnés ont diminué de manière significative chez les rats des groupes FF à faible et forte dose et du groupe dexaméthasone (P<0,05, P<0,01). Conclusion. Il est probable que le FF exerce un effet thérapeutique en régulant le métabolisme des acides aminés et le métabolisme des lipides, et son mécanisme d'action serait lié à la suppression de la voie signalétique S1P/PI3K/Akt1 et à l'atténuation de la réponse inflammatoire.

关键词

Forsythiae Fructus;Lonicerae Japonicae Flos;acute lung injury;metabolomics;amino acid metabolism;sphingolipid metabolism;sphingosine-1-phosphate(S1P)/phosphoinositide 3-kinase(PI3K)/protein kinase B1(Akt1) signaling pathway

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