Molecular mechanism of Guizhi Fuling pill inhibits iron death of endometriosis through HIF-1/HMOX1 signaling pathway

TANG Li ,  

ZHANG Yi ,  

WU Lulu ,  

LIANG Yingying ,  

GONG Wenying ,  

TAN Quanning ,  

摘要

El objetivo es investigar los mecanismos moleculares por los cuales la píldora Guizhi Fuling inhibe la muerte de las células por hierro en endometriosis (EMT) a través de la regulación de la vía de señalización del factor inductor de hipoxia-1α (HIF-1α)/hemo oxigenasa-1 (HMOX1). Método: primero, se identificaron biomarcadores de EMT relacionados con la muerte de las células por hierro mediante aprendizaje automático. Luego, se utilizó la farmacología de red para identificar los ingredientes activos de la píldora Guizhi Fuling, así como los posibles objetivos y objetivos clave para tratar la EMT. Luego, se realizaron análisis de enriquecimiento funcional para obtener una comprensión de los procesos biológicos, las funciones moleculares, los componentes celulares y las vías enriquecidas de los posibles objetivos. Se estableció un modelo de rata con endometriosis mediante trasplante autólogo. Treinta ratas SD hembras se dividieron aleatoriamente en grupo de cirugía falsa, grupo modelo, grupo de drogas positivas, grupo de dosis baja de la píldora Guizhi Fuling, grupo de dosis alta de la píldora Guizhi Fuling. Después del éxito del modelo, se administró el extracto concentrado de la píldora Guizhi Fuling a los grupos de dosis baja y alta a una dosis de 2,5 y 5 g/kg por vía oral, respectivamente, se administró progesterona 0,2 mg/kg por vía oral al grupo de drogas positivas, y se administró agua destilada a los grupos de cirugía falsa y modelo en igual volumen. Después de 28 días de administración oral, se recogieron suero y tejido de endometriosis de ratas de cada grupo, se observaron cambios morfológicos en la lesión de endometriosis mediante tinción de hematoxilina-eosina (HE), y se detectó la expresión de ARNm y proteínas de HIF-1α, HMOX1, glutatión peroxidasa 4 (GPX4), N-acetiltransferasa de espermina/espermidina 1 (SAT1)tromboxano-A sintasa-2 (PTGS2) utilizando reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (Reai-time PCR) y Western blot, y se determinaron los niveles de malondialdehído (MDA), glutatión (GSH) y iones de hierro (Fe2+) en tejidos de endometriosis utilizando kits de ensayo, se midieron los niveles de interleuquina-6 (IL-6) y factor de crecimiento transformante-1) (TGF-1) en suero mediante ensayo de inmunoadsorción ligado a enzimas (ELISA). Resultados: Este estudio identificó 5 marcadores de muerte de células por hierro relacionados con EMT: 12-lipooxigenasa (ALOX12), regulador del transporte del catión homólogo (CHAC1), SAT1, AST1 y HMOX1. La farmacología de red identificó 42 ingredientes activos de la píldora Guizhi Fuling y 192 genes potenciales para tratar la EMT, incluidos los objetivos clave como el gen oncogénico viral del osteosarcoma (FOS), el gen homólogo del virus del sarcoma de las aves (JUN) y HMOX1. El análisis de enriquecimiento funcional mostró que los objetivos potenciales principalmente participan en procesos biológicos relacionados con la respuesta al estrés oxidativo y el metabolismo del oxígeno reactivo, y están involucrados principalmente en la vía de señalización de HIF-1. Los resultados experimentales mostraron que en comparación con el grupo de cirugía falsa, la expresión de HIF-1 y HMOX1 en los tejidos del grupo modelo aumentó significativamente, la expresión de Fe2+, MDA y PTGS2 y los niveles de ARNm aumentaron significativamente, el contenido de Glutatión (GSH) y la expresión de GPX4, SAT1 de mRNA y proteínas disminuyeron significativamente y el contenido de IL-6, TGF-1 en suero aumentó significativamente (p<0,01); en comparación con el grupo modelo, todos los grupos de medicamentos pudieron inhibir la expresión de HIF-1, HMOX1 (p<0,05, p<0,01), reducir el contenido de Fe2+ en el tejido ectópico (p<0,05, p<0,01), y simultáneamente inhibieron la expresión de MDA, PTGS2, IL-6 y TGF-1 (p<0,05, p<0,01), aumentaron la expresión de GSH, GPX4 y SAT1 (p<0,05, p<0,01), mejoraron el desequilibrio de la sobrecarga de hierro y el estrés oxidativo, y trataron la EMT, siendo el grupo de dosis alta de la píldora Guizhi Fuling el más efectivo. Conclusión: La píldora Guizhi Fuling corrige el desequilibrio del metabolismo del hierro y disminuye el daño oxidativo inducido por el hierro al regular la vía de señalización de HIF-1/HMOX1 promoviendo el sistema de defensa antioxidante y suprimiendo la reacción en cadena de peroxidación lipídica, regulando la red de citocinas, lo que rompe la interacción entre la muerte por hierro y la inflamación crónica mediante mecanismos múltiples tratando la EMT. Este estudio proporciona una base teórica nueva para la aplicación clínica de la píldora Guizhi Fuling para tratar la EMT.

关键词

Guizhi Fuling pill; endometriosis; iron death; hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1)/heme oxygenase-1 (HMOX1) signaling pathway; network pharmacology

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