Mecanismo por el cual el ácido betulínico inhibe la ferroptosis para mejorar la enfermedad del hígado graso no alcohólico basado en bioinformática y validación experimental

TANG Gaojun ,  

HU Jie ,  

LUO Li ,  

WU Huan ,  

ZHANG Quan ,  

ZHANG Baofang ,  

摘要

Objetivo: mediante análisis bioinformáticos y validación experimental, explorar el mecanismo por el cual el ácido betulínico (BA) inhibe la ferroptosis y mejora la enfermedad del hígado graso no alcohólico (NAFLD), proporcionando una referencia para la investigación básica y la aplicación clínica de NAFLD. Método: análisis bioinformático, descarga de conjuntos de datos de microarrays NAFLD GSE89632 y GSE63067 de la base de datos de expresión genética integrada (GEO), posteriormente descarga de genes relacionados con la ferroptosis de la base de datos de ferroptosis, selección de genes diferencialmente expresados (DEGs) relacionados con ferroptosis en NAFLD, construcción de la red de interacción proteica (PPI), análisis de enriquecimiento de ontología génica (GO) y de la Enciclopedia de Genes y Genomas de Kyoto (KEGG); utilización de diferentes algoritmos para extraer DEGs clave, análisis de correlación, infiltración inmunitaria y análisis diferencial de células inmunitarias, análisis de regresión LASSO para obtener genes característicos de la enfermedad a partir de DEGs clave, selección de genes centrales en la intersección de genes clave obtenidos con diferentes algoritmos de Cytoscape y genes característicos obtenidos por regresión LASSO, validación de genes centrales mediante curva ROC, análisis de nuevas dianas potenciales para NAFLD y predicción de medicamentos chinos, validación de acoplamientos moleculares para objetivos centrales y componentes activos de medicamentos tradicionales. Validación experimental en animales: 50 ratones C57BL divididos aleatoriamente en grupo normal, grupo modelo, grupos de baja y alta dosis de ácido betulínico y grupo de silimarina. Se estableció el modelo utilizando dieta alta en grasas y colesterol más consumo libre de sulfato de dextrano sódico (DSS) al 2.5%, el tratamiento se administró por vía gástrica durante 24 días. Se midieron masa corporal e índice hepático; la tinción de hematoxilina-eosina (HE) evaluó la acumulación de gotas de grasa en el hígado; expresión proteica y nivel de ARNm de GPX7, LTF, S100A8, y marcadores de ferroptosis GPX4 y ACSL4 se evaluaron con Western blot y PCR cuantitativo en tiempo real. Resultados: análisis que identificó 10 genes clave para la ferroptosis en NAFLD, incluyendo SENP1 y AKR1C3. El análisis LASSO-ROC identificó a GPX7, LTF y S100A8 como genes centrales (área bajo la curva [AUC]=0.771~0.821). El enriquecimiento KEGG mostró que los genes diferencialmente expresados participan en vías como la ferroptosis y AGE/RAGE. El análisis de correlación reveló correlación positiva significativa entre SENP1 y AKR1C3 (P<0.01) y correlación negativa significativa entre DPP4 y GPX7 (P<0.01). El análisis de infiltración inmunitaria mostró que las células supresoras derivadas de la médula ósea (MDSCs) y las células dendríticas activadas son las principales células inmunitarias infiltrantes en la ferroptosis en NAFLD; el análisis diferencial de correlación celular inmunitaria reveló correlación negativa de GPX7 con células T foliculares auxiliares (P<0.01) y correlación positiva de S100A8 con MDSCs (P<0.01). El experimento animal mostró que la intervención con BA redujo significativamente el índice hepático y la acumulación de gotas lipídicas en ratones NAFLD; comparado con el grupo normal, el grupo modelo mostró aumento significativo en expresión proteica/ARNm de S100A8 y ACSL4 (P<0.01), y disminución significativa de LTF, GPX7 y GPX4 (P<0.01); comparado con el grupo modelo, los grupos de silimarina y BA invirtieron parcialmente esta tendencia en forma dependiente de la dosis. Conclusión: el ácido betulínico posiblemente inhibe la ferroptosis regulando GPX7, LTF y S100A8, aliviando la inflamación hepática y el depósito lipídico, mecanismo relacionado con la restauración de la actividad GPX4 y la regulación a la baja de la expresión de ACSL4.

关键词

bioinformática; ácido betulínico; acoplamiento molecular; enfermedad del hígado graso no alcohólico; ferroptosis

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