6-羟基染料木素治疗高原缺氧小鼠肺损伤的作用机制

摘要

目的 探讨6-羟基染料木素（6-hydroxygenistein,6-OHG）治疗高原缺氧诱导肺损伤的作用机制。方法 从Swiss Target Prediction、SuperPred、GeneCards和OMIM等数据库中筛选获得6-OHG和高原缺氧肺损伤的交集靶点。运用STRING数据库和Cytoscape软件对药物与疾病的交集靶点构建蛋白互作网络，并将度值大于中位数的作为关键靶点；使用DAVID数据库对关键靶点进行GO富集和KEGG富集分析获得相关信号通路；用Maestro 13.7软件进行分子对接验证。采用大型低压低氧舱建立小鼠高原肺损伤模型，将42只雄性Balb/c小鼠随机分为3组，每组14只：正常对照组（当地海拔1 400 m，一次性腹腔注射生理盐水）、模型组（一次性腹腔注射生理盐水）、6-OHG组（一次性腹腔注射100 mg/kg 6-OHG）。给药1 h后，模型组和6-OHG组小鼠置于大型低压低氧模拟动物实验舱中，然后以10 m/s上升至海拔8 000 m，并维持24 h，再降至海拔3 500 m。处死3组小鼠，取肺组织，测定肺含水量，HE染色观察病理学变化，测定MDA（malondialdehyde）、H₂O₂、T-SOD（total superoxide dismutase）和GSH（glutathione）的水平，Western blot检测p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT、缺氧诱导因子1α（HIF-1α）和VEGF（vascular endothelial growth factor）蛋白表达。结果 筛选出丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1（AKT1）、HIF-1α、表皮生长因子受体（EGFR）、基质金属蛋白酶9（MMP9）、过氧化物酶增殖物激活受体A（PPARA）等关键靶点，GO富集和KEGG富集分析显示6-OHG治疗高原缺氧肺损伤的靶点主要参与PI3K/AKT、HIF-1α/VEGF、肿瘤坏死因子（TNF）等信号通路。动物实验结果显示，与模型组相比，6-OHG可以显著改善高原缺氧诱导的肺组织病理损伤，且MDA、H₂O₂、GSH和T-SOD水平与模型组相比，差异有统计学意义（P<0.01）。Western blot实验结果显示，6-OHG组肺组织pPI3K/PI3K、p-AKT/AKT、HIF-1α和VEGF较模型组相比，差异有统计学意义（P<0.01）。分子对接结果表明6-OHG可与PI3K、AKT、HIF-1α和VEGF形成稳定的结合。结论 6-OHG可能通过激活PI3K/AKT信号通路和抑制HIF/VEGF信号通路改善高原缺氧所致的小鼠肺组织损伤。

关键词

6-羟基染料木素 / 高原缺氧 / 网络药理学 / HIF/VEGF信号通路 / PI3K/AKT信号通路

基金资助

国家自然科学基金（No.81571847、No.81872796）; 军队后勤科研计划项目（No.2023HQZZ-02）; 联勤保障部队第九四〇医院专项培育项目（No.2021yxky015）; 西北中藏药省部共建协同创新中心2022年度开放基金项目（No.Xbzzy-2022-04）资助