Breviscapine điều chỉnh quá trình chuyển hóa glucose và lipid của cơ tim bằng cách điều chỉnh serotonin để làm giảm độc tính trên tim do doxorubicin gây ra

Thuốc chống ung thư phổ rộng doxorubicin (Dox) có liên quan đến tỷ lệ nhiễm độc tim cao, ảnh hưởng nghiêm trọng đến ứng dụng lâm sàng của thuốc và chất lượng cuộc sống của bệnh nhân. Ở đây, chúng tôi đánh giá cách Dox điều chỉnh năng lượng và chức năng co bóp của cơ tim và điều này có thể hỗ trợ phát triển các loại thuốc bảo vệ có liên quan.

Meng-Jiao Li, 1 , 2 , † Wen-She Sun, 1 , † Yang Yuan, 1 , † Yu-Kun Zhang, 1 , 2 Qi Lu, 1 , 2 Yuan-Zhen Gao, 1 , 2 Ting Ye, 1 , 2 và Dong-Ming Xingtác giả tương ứng 1 , 3 ,*

trừu tượng

Mục tiêu: Thuốc chống ung thư phổ rộng doxorubicin (Dox) có liên quan đến tỷ lệ nhiễm độc tim cao, ảnh hưởng nghiêm trọng đến ứng dụng lâm sàng của thuốc và chất lượng cuộc sống của bệnh nhân. Ở đây, chúng tôi đánh giá cách Dox điều chỉnh năng lượng và chức năng co bóp của cơ tim và điều này có thể hỗ trợ phát triển các loại thuốc bảo vệ có liên quan.

Phương pháp: Chuột đã được điều trị bằng doxorubicin và breviscapine. Chức năng tim được phân tích bằng siêu âm tim và tín hiệu qua trung gian Dox được đánh giá trong các tế bào cơ tim biệt lập. Tác dụng kép bảo vệ tim mạch và chống khối u của breviscapine đã được đánh giá trên mô hình khối u vú ở chuột.

Kết quả: Chúng tôi thấy rằng Dox phá vỡ quá trình chuyển hóa năng lượng của cơ tim bằng cách giảm sự hấp thu glucose và tăng quá trình oxy hóa axit béo, dẫn đến giảm tốc độ sản xuất ATP, tăng tốc độ tiêu thụ oxy và stress oxy hóa, đồng thời thiếu hụt năng lượng hơn nữa để tăng cường hấp thu axit béo của cơ tim và thúc đẩy DIC phát triển. Điều thú vị là, breviscapine làm tăng hiệu quả sản xuất ATP và phục hồi cân bằng nội môi năng lượng của cơ tim bằng cách điều chỉnh vòng PI3K/AKT cơ tim serotonin-glucose, tăng cường sử dụng glucose ở tim và giảm quá trình oxy hóa lipid. Nó tăng cường khả năng tự thực của ty thể thông qua con đường PINK1/Parkin, loại bỏ sự tích tụ ty thể bị tổn thương do Dox gây ra, làm giảm mức độ xơ hóa và viêm tim, đồng thời phục hồi cân bằng nội môi vi mô của tim. Điều quan trọng là mức độ viêm thấp của nó làm giảm sự xâm nhập của tế bào ức chế miễn dịch dòng tủy và tác dụng này có tác dụng hiệp đồng với tác dụng chống khối u của Dox.

Phần kết luận: Những phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng sự gián đoạn mạng lưới trao đổi chất của tim do Dox là nguyên nhân quan trọng gây ra độc tính trên tim và serotonin là chất điều chỉnh quan trọng quá trình chuyển hóa glucose và lipid của cơ tim. Cân bằng nội môi năng lượng cơ tim và giải phóng kịp thời các ty thể bị tổn thương góp phần hiệp đồng vào việc ngăn ngừa nhiễm độc tim do anthracycline gây ra và nâng cao hiệu quả điều trị khối u.

Từ khóa: doxorubicin, DIC, breviscapine, serotonin, PINK1/Parkin

Giới thiệu

Thuốc kháng sinh anthracycline doxorubicin (Dox) là một chất chống ung thư hiệu quả cao để điều trị các khối u rắn, bệnh bạch cầu, u lympho và ung thư vú.). Việc sử dụng Dox có thể dẫn đến bệnh cơ tim tiến triển, mãn tính, đe dọa tính mạng được gọi là bệnh cơ tim do Dox (DIC) (). Đáng chú ý, ở những bệnh nhân ung thư, nguy cơ tử vong do nhiễm độc tim liên quan đến thuốc vượt quá nguy cơ tử vong do chính khối u hoặc tái phát (). DIC do nhiễm độc tim có thể xảy ra sau khi dùng Dox liều thấp tùy thuộc vào độ nhạy cảm của từng cá nhân (). Các nghiên cứu dịch tễ học đã chỉ ra rằng các bất thường về chuyển hóa, chẳng hạn như béo phì, tiểu đường và bệnh gan, dẫn đến tăng nguy cơ mắc DIC và Dox làm giảm mạnh sự hấp thu glucose của tim, cho thấy Dox có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của DIC bằng cách phá vỡ quá trình môi trường vi mô trao đổi chất của tim. Gần đây, các nghiên cứu về cơ chế phân tử tiềm năng của DIC đã tập trung vào sự mất cân bằng nội môi của bò đỏ, ức chế phiên mã topoisomerase IIβ (Top2b), rối loạn chức năng ty thể và Ca2+- Xử lý các bất thường (). Trái tim tiêu thụ lượng năng lượng lớn nhất trong cơ thể và Dox định hình lại quá trình trao đổi chất của tim. Tuy nhiên, những thay đổi thúc đẩy sự phát triển của DIC vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Các chiến lược điều trị để ngăn ngừa DIC thông qua việc điều hòa mạng lưới chuyển hóa của tim chưa được thiết lập.

Chuyển hóa năng lượng của tim bao gồm các tập hợp phức tạp của các con đường tương tác dẫn đến việc sử dụng cơ chất năng lượng của từng loại để sản xuất hoặc sinh tổng hợp ATP. Đặc điểm nổi bật nhất của mạng lưới là tính linh hoạt trao đổi chất được thể hiện để đáp ứng với các kích thích khác nhau, bao gồm những thay đổi về phát triển, tình trạng dinh dưỡng, tình trạng sinh lý bệnh mãn tính và các can thiệp dược lý (). Ty thể, là các bào quan đa năng chiếm 1/3 thể tích tế bào cơ tim và không chỉ tạo ra hơn 95% ATP được tim sử dụng mà còn điều hòa cân bằng nội môi canxi nội bào, truyền tín hiệu và chết tế bào, là trung tâm của năng lượng phối hợp sự truyền tải (). Mặc dù tim có khả năng sử dụng tất cả các loại chất nền năng lượng, bao gồm carbohydrate, lipid, axit amin và thể ketone để sản xuất ATP, chất nền được sử dụng sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của tim. Nồng độ axit béo và quá trình oxy hóa tăng cao có liên quan đến việc giảm quá trình oxy hóa glucose trong bối cảnh béo phì và tiểu đường (). Rối loạn chức năng tim có liên quan đến việc tăng tiêu thụ oxy của cơ tim, giảm hiệu quả của tim và tăng stress oxy hóa, cho thấy rằng quá trình oxy hóa axit béo tăng lên có hại cho chức năng tim (). Một cơ chế gây ra tác dụng phụ của FAO cao là làm giảm hiệu quả sử dụng oxy và tăng mức độ dẫn xuất axit béo, điều này có thể làm giảm hiệu quả hơn nữa do tách ty thể. Trên thực tế, sự gia tăng peroxid hóa lipid (LP) được quan sát thấy ở DIC, cho thấy FAO cao có thể là con đường chính dẫn đến tổn thương tim. Do đó, chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng quá trình tái cấu trúc trao đổi chất của tim trong quá trình điều trị bằng Dox làm tăng sự hấp thu và oxy hóa axit béo, dẫn đến hiệu quả sản xuất ATP thấp, kèm theo mức tiêu thụ oxy cao và stress oxy hóa, đồng thời làm giảm hiệu quả của tim, từ đó làm giảm hiệu quả sử dụng axit béo. và tổn thương ty thể, từ đó đẩy nhanh sự tiến triển của DIC.

Điều thú vị là các nghiên cứu dịch tễ học cho thấy rằng việc tiêu thụ thường xuyên thực phẩm giàu flavonoid có thể làm giảm nguy cơ mắc nhiều bệnh tim mạch và nhiều hợp chất flavonoid tự nhiên đã được chứng minh là có tác dụng bảo vệ chức năng tim (). Erigeron breviscapus, còn được biết là Asherpa breviscapine hay Apocynum, là một loại thảo mộc truyền thống đã được sử dụng hơn 600 năm. Breviscapine là thành phần flavonoid của Erigeron breviscapus có nhiều tác dụng dược lý, chẳng hạn như tác dụng chống oxy hóa, chống viêm và chống ung thư (). Thuốc tiêm Breviscapine là loại thuốc cổ điển được sử dụng rộng rãi nhất để điều trị các bệnh tim mạch và mạch máu não ở Trung Quốc, đồng thời nó cũng là một loại thuốc quan trọng để điều trị cấp cứu tại các bệnh viện Trung Quốc. Breviscapine đã được áp dụng lâm sàng để điều trị tăng huyết áp, tắc mạch não và các bệnh mạch máu não trong hơn 20 năm (). Tuy nhiên, hiện tại không có báo cáo nào về tác dụng bảo vệ của nó đối với tổn thương tim do thuốc hóa trị gây ra.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã khám phá những tác động tiềm ẩn của breviscapine đối với DIC và các cơ chế phân tử có thể có của nó bằng cách thiết lập mô hình tổn thương cơ tim do anthracycline gây ra bằng cách sử dụng tế bào cơ tim chuột H9c2 và chuột C57BL/6. Chúng tôi cũng đã làm sáng tỏ một cách có hệ thống rằng breviscapine có thể cải thiện hiệu quả sử dụng glucose của cơ tim thông qua con đường serotonin phân nhánh được điều chỉnh bằng glucose, do đó phát huy các chức năng giống như insulin để đạt được hiệu quả sản xuất ATP cao và mức độ căng thẳng oxy hóa thấp trong khi tiêu thụ oxy thấp hơn và nó có thể kích hoạt cơ chế cổ điển. Con đường tự thực bào PINK1/Parkin của ty thể để loại bỏ sự tích tụ dox gây ra của ty thể bị tổn thương, phối hợp điều hòa stress oxy hóa và sản xuất năng lượng, và dần dần khôi phục cân bằng nội môi của vi môi trường tim. Người ta cho rằng breviscapine là một chất bảo vệ mới tiềm năng đối với độc tính trên tim do doxorubicin gây ra.

Nguyên liệu và phương pháp

Tất cả các nghiên cứu trên động vật đã được phê duyệt và thực hiện theo hướng dẫn của Ủy ban Chăm sóc và Sử dụng Động vật Đại học Thanh Đảo.

Thuốc thử

Các thuốc thử sau đã được sử dụng: DMEM, FBS, penicillin/streptomycin (Meilunbio, Đại Liên, Trung Quốc), bộ dụng cụ cTnI Elisa (Sangon Biotech, Thượng Hải, Trung Quốc), bộ dụng cụ TNF-α, IL-1β và IL-6 Elisa (MyBioSource, San Diego, Hoa Kỳ), bộ dụng cụ MDA, bộ dụng cụ SOD và bộ dụng cụ NADH (Solarbio, Bắc Kinh, Trung Quốc), bộ dụng cụ CCK-8 (Công nghệ sinh học Beyotime, Thượng Hải, Trung Quốc), bộ dụng cụ đo huỳnh quang ROS, thuốc nhuộm huỳnh quang JC-1, bộ dụng cụ chiết protein và bộ dụng cụ BCA (Meilunbio, Đại Liên, Trung Quốc). IL-1 (1:100), PINK1(1:1.000), Parkin (1:1.000), AMPK(1:1.000), Akt (1:1.000), P13K(1:1.000), Tom20 (1:1.000) , β-tubulin (1:1.000), mTOR (1:1.000) và kháng thể GAPDH (1:1.000) liên hợp HRP được lấy từ Công nghệ sinh học Abclonal (Vũ Hán, Trung Quốc). Bộ đệm ly giải và bộ đệm tải RIPA được mua từ Meilunbio (Đại Liên, Trung Quốc). Màng PVDF được lấy từ Merck (New Jersey, Hoa Kỳ). DMSO được mua từ Macklin (Thượng Hải, Trung Quốc) và doxorubicin, breviscapine và dexrazoxane được mua từ Widely (Vũ Hán, Trung Quốc). Chất ức chế Mdivi-1 được mua từ Selleck Chemicals (Houston, Hoa Kỳ).

Điều kiện nuôi cấy tế bào và dòng tế bào

Môi trường nuôi cấy và chất bổ sung cho nuôi cấy tế bào được mua từ Gibco-Invitrogen (Carlsbad, CA, Hoa Kỳ) và đồ nhựa được mua từ Corning (Corning, NY, Hoa Kỳ). Các tế bào nguyên bào cơ tim có nguồn gốc từ tim phôi chuột H9c2 (ATCC, CRL-1446) được nuôi cấy trong DMEM chứa 10% huyết thanh bò bào thai, natri penicillin G 100 đơn vị/ml và streptomycin sulfate 100 μg/ml (37°C, 5% CO2). Các tế bào ung thư vú di căn MCF-7 ở người (iCell, iCell-h129) được nuôi cấy trong 1.640 môi trường bổ sung huyết thanh bào thai bò 10%, natri penicillin G 100 đơn vị/ml và streptomycin sulfate 100 μg/ml. Tế bào ung thư vú chuột 4T1 (ATCC, FS-0158) được nuôi cấy trong môi trường DMEM bổ sung huyết thanh bò bào thai 10%, natri penicillin G 100 đơn vị/ml và streptomycin sulfate 100 μg/ml.

Các tế bào được di chuyển thường xuyên khi chúng đạt đến điểm hợp lưu 80–90% và được gieo vào các đĩa 96 giếng (1 × 104 tế bào/giếng). Các tế bào H9c2 được tiếp xúc với điều khiển, 5 μM Dox (), 5 μM Dox+20 μM Dexra () hoặc 5 μM Dox+200 μM breviscapine () tương ứng trong 24 giờ. Các tế bào được xử lý bằng DMEM chỉ được sử dụng làm đối chứng trống và Dexra được sử dụng làm đối chứng dương. Cuối cùng, chúng tôi cũng tiêm Mdivi-1 (5μM, trong DMSO), một chất ức chế sự phân chia ty thể ().

Đánh giá stress oxy hóa

Nồng độ ROS nội bào được đo bằng thuốc nhuộm huỳnh quang DCFH-DA theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Tóm lại, dung dịch DCFH-DA (1 μM) được chuẩn bị trong PBS và được thêm vào các tế bào H9c2 được nuôi cấy trong đĩa 6 giếng trước khi ủ ở 37°C trong 30 phút. Sau khi ủ, tế bào được rửa bằng PBS. Máy chụp ảnh quang học huỳnh quang được chụp ở độ phóng đại 20 × bằng kính hiển vi huỳnh quang từ Leica Microsystems, Ltd. Nồng độ ROS được định lượng bằng máy đo dòng chảy Beckman (Beckman, California, Hoa Kỳ).

Xác định chỉ số enzym

Hoạt tính của SOD và NADH được đo bằng bộ xét nghiệm hoạt tính theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Độ hấp thụ và độ phát quang được đo bằng máy đọc vi bản (Perkin Elmer, Massachusetts, Hoa Kỳ).

Kính hiển vi điện tử

Các tế bào được cố định bằng chất cố định glutaraldehyde 0,5% ở 4°C trong 15–30 phút và được thu thập bằng cách ly tâm ở tốc độ 10.000–13.000 vòng/phút trong 5 phút. Các tế bào được cố định thêm bằng 3% glutaraldehyde ở 4°C qua đêm và sau đó được xử lý bằng 1% osmium tetroxide ở nhiệt độ phòng trong 2 giờ. Sau đó, các mẫu được khử nước trong gradient axeton, được nhúng vào Epon 812, được định vị quang học và cắt thành các phần siêu mỏng. Các phần được nhuộm hai lần bằng uranyl acetate và chì citrate. Cơ sở hạ tầng của ty thể được kiểm tra bằng kính hiển vi điện tử truyền qua H-7650 (Hitachi, Toyko, Nhật Bản).

Xác định hô hấp của ty thể

Khoảng 106 các tế bào được sử dụng để đo hô hấp của ty thể bằng máy đo hô hấp O2K (Dụng cụ Oroboros, Áo). Nồng độ oxy được xác định và phân tích bằng phần mềm Oroboros DatLab 7.4. Tóm lại, trạng thái hô hấp rò rỉ đã được ghi lại chỉ trong các tế bào, sự chuyển điện tử được kết hợp với quá trình phosphoryl hóa bằng cách bổ sung 5 mM ADP và hô hấp trạng thái 3 được hỗ trợ bởi phức hợp I đã được ghi lại. Hô hấp ở trạng thái tối đa 3 với đầu vào electron song song từ phức I và phức II được ghi lại thông qua việc bổ sung 10 mM succinate và hô hấp phức hợp II được hỗ trợ được đo với sự có mặt của 6,25 µM rotenone. Khả năng truyền điện tử tối đa được ghi nhận khi có mặt 5 µM cacbonyl xyanua p-(trifluoro-methoxy) phenyl-hydrazone (FCCP). Cuối cùng, antimycin (Ama), chất hoàn thành phức hợp Ⅲ và ngăn chặn tất cả sự vận chuyển điện tử, đã được sử dụng và tốc độ tiêu thụ oxy được đo bằng mức tiêu thụ oxy không phải của ty thể.

Xác định sự thay đổi điện thế màng ty thể (ΔΨm)

Nhuộm 5,5′,6,6′-Tetrachloro-1,1′,3,3′-tetraethylbenzimidazolylcarbocyanine iodide (JC-1) được sử dụng để đánh giá tiềm năng màng ty thể trong tế bào H9c2. Tóm lại, theo các điều kiện thí nghiệm đã xác định trước, tế bào H9c2 được rửa bằng dung dịch muối đệm phốt phát (DPBS) ấm của Dulbecco trước khi nhuộm bằng 100 μL dung dịch 2 μM JC-1 (trộn trong DMEM không có màu đỏ phenol) và ủ trong môi trường nuôi cấy tế bào tiêu chuẩn. điều kiện trong bóng tối 30 phút. Sau khi ủ, các tế bào được rửa bằng DPBS ấm và chụp ảnh vi mô huỳnh quang được chụp ở độ phóng đại 20 lần bằng kính hiển vi huỳnh quang đảo ngược Leica Microsystems CMS GmbH (Leica Camera AG, Barnack, German).

Miễn dịch huỳnh quang

Để đánh giá quá trình định vị ty thể, các tế bào phát triển trên nắp đậy được rửa bằng PBS lạnh và cố định bằng paraformaldehyde 4% trong 15 phút. Sau đó, các tế bào được thẩm thấu bằng 0,5% Triton X-100 trong 20 phút và phong bế bằng huyết thanh dê 5% trong 30 phút. Các tế bào được ủ với kháng thể sơ cấp qua đêm ở 4°C và với kháng thể thứ cấp trong 1 giờ. Sau khi rửa ba lần, các tế bào được nhuộm bằng 4′-6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) và chụp ảnh bằng kính hiển vi quét laser đồng tiêu.

Đo ATP

Ngoài ra, nồng độ ATP nội bào được đo bằng cách sử dụng bộ xét nghiệm ATP theo quy trình của nhà sản xuất. Các tế bào được ly giải trong dung dịch đệm ly giải bằng cách lặp lại thao tác pipet và ly tâm ở 4°C và 13.000 g trong 10 phút. Chất nổi phía trên được sử dụng để phân tích nồng độ ATP và nồng độ protein được xác định bằng xét nghiệm BCA. Một thể tích 50 microlit chất nổi phía trên được thêm vào 100 μl dung dịch phát hiện ATP, ủ ở nhiệt độ phòng trong 5 phút và trộn ngay lập tức, đồng thời độ phát quang được xác định bằng máy đo độ sáng (Flex Station 3). Nồng độ ATP được tính toán theo đường chuẩn và chuyển đổi thành protein nmol/μg.

Phương Tây thấm

Biểu hiện protein được đánh giá bằng phương pháp Western blot và định lượng bằng phép đo mật độ. Các tế bào H9c2 được xử lý bằng Dox và Dox + Brev trong các đĩa nuôi cấy tế bào 10 cm được lọc bằng dung dịch đệm ly giải RIPA. Lấy 5 mg mô và thêm 10 ml dung dịch đệm ly giải. Phương pháp Bradford được sử dụng để đo nồng độ protein, sử dụng BSA làm tiêu chuẩn. Lượng protein tương đương được trộn với dung dịch đệm tải (5X) và đun sôi ở 95°C trong 5 phút. Sau đó, các protein được phân giải bằng điện di trên gel 10%–12% SDS-polyacrylamide (TRANG SDS) và chuyển vào màng PVDF. Sau khi ngăn chặn bằng sữa 5% trong TBST trong 2 giờ ở nhiệt độ phòng, màng được ủ qua đêm ở 4°C với các kháng thể đặc hiệu, chẳng hạn như GAPDH đa dòng của thỏ. Phân tích WB về biểu hiện protein và quá trình phosphoryl hóa được thực hiện bằng cách sử dụng kháng thể chống lại AMPK, Parkin, PINK1, Akt, PI3K, Tom20 và GAPDH được sử dụng làm biện pháp kiểm soát nội bộ. Các tín hiệu cụ thể được hiển thị bằng hệ thống tài liệu gel Bio-Rad (Phòng thí nghiệm Bio-Rad, California, Hoa Kỳ). Dữ liệu được trình bày dưới dạng trung bình ± SD (N = 3) và định lượng bằng phân tích ImageJ.

Chăn nuôi

Chuột C57BL/6 cái 8 tuần tuổi (SiPeiFu, Bắc Kinh, Trung Quốc) đã được sử dụng trong các thí nghiệm. Các con vật được nhốt trong lồng và trong chu kỳ 12 giờ sáng/12 giờ tối ở độ ẩm 50% và 25°C ± 2°C. Các con vật được cấp miễn phí chế độ ăn viên và nước uống tiêu chuẩn. Huyết tương thu được bằng cách ly tâm ở 200 g trong 10 phút ở 4°C và giữ ở -80°C trước khi chiết.

Việc điều tra phù hợp với Hướng dẫn chăm sóc và sử dụng động vật trong phòng thí nghiệm do Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ xuất bản (Ấn bản NIH số 85–23, sửa đổi 1985).

Quy trình thí nghiệm trên động vật

Những con chuột được phân ngẫu nhiên vào sáu nhóm điều trị, bao gồm nhóm đối chứng, nhóm mô hình (nhóm Dox), nhóm Dox + Brev ba liều và nhóm Dox + Dexra.

Để bắt chước chế độ điều trị của con người, liều tích lũy 12 mg/kg Dox đã được sử dụng. thông qua ba mũi tiêm ip hàng tuần (4 mg/kg vào các ngày 0, 7 và 14) ngoại trừ nhóm đối chứng.

Để nghiên cứu tác dụng của Brev trong cơ thể sống, chuột được điều trị bằng Brev, sau đó tiêm ip hàng ngày 4,8 và 16 mg/kg Brev trong 3 tuần, và chuột trong nhóm điều trị Dox + Dexra nhận được 12 mg/kg Dexra bằng cách tiêm trong phúc mạc trong 3 tuần ngoài Dox sự đối đãi. (). Brev và Dexra đã được điều trị sau khi tiêm Dox. Tỷ lệ sống sót được theo dõi hàng ngày và chức năng tim được đánh giá bằng siêu âm tim, 3 tuần sau lần tiêm Dox đầu tiên ().

Nhóm đối chứng được tiêm cùng một lượng nước muối bình thường. Những con chuột đã bị hy sinh 1 tuần sau khi dùng Dox.

Nghiên cứu khối u

Chuột được tiêm dưới da 1×105 Tế bào khối u vú 4T1. Một tuần sau khi tiêm tế bào, khi đường kính trung bình của khối u lớn hơn 2 mm, chuột được điều trị bằng Dox hoặc breviscapine như mô tả trước đây. Kích thước khối u được đo hai lần một tuần trong tối đa 4 tuần và khối lượng khối u được tính theo phương trình sau: V = 4π/3×(L/2)2× (W/2), trong đó V, L và W đại diện cho thể tích, chiều dài và chiều rộng của khối u tương ứng.

18Hình ảnh PET/CT F-fluorodeoxyglucose

Chuột nhóm Dox và breviscapine (nhịn ăn qua đêm) được gây mê bằng 2% isoflurane và tiêm ∼ 11MBq/0,2 ml PET fluorodeoxyglucose (FDG) thông qua gân đuôi rồi trở về chuồng. Bốn mươi phút sau, chuột được gây mê lại bằng 2% isoflurane và đặt trên giường định vị trong microPET Focus 220 (Công ty Siemens, Berlin, Đức). Sau đó, quá trình quét PET tĩnh 20 phút đã được bắt đầu. Sau đó, chuột được chụp ảnh trong microCAT II (Công ty Siemens, Berlin, Đức) ở cường độ chùm tia X là 180mA và điện áp ống tia X là 80 kVp để đồng đăng ký giải phẫu với hình ảnh PET.

Người bệnh

Sau hơn 4 giờ nhịn ăn và đảm bảo mức đường huyết dưới 120 mg/dl, tất cả bệnh nhân đều được tiêm tĩnh mạch 18F-FDG (5,5 MBq/kg). Quét PET / CT được bắt đầu 60 phút sau khi tiêm bằng tiểu sử PET / CT kết hợp (Công ty Siemens, Berlin, Đức). Tất cả các lần quét được thực hiện trong mô hình ba chiều. Chụp CT liều thấp được thực hiện trước tiên để điều chỉnh độ đậm nhạt và tương quan về mặt giải phẫu. Giấy chứng nhận đạo đức tuân thủ Hướng dẫn phê duyệt tài liệu của Ủy ban đạo đức do Bệnh viện trực thuộc Đại học Thanh Đảo (QDU-HEC-2022057) xuất bản.

Phân tích chức năng tim và mô bệnh học

Mô tim chuột của mỗi nhóm được lưu trữ trong paraformaldehyde 4%, nhúng trong sáp parafin và cắt nối tiếp thành các phần 4 mm. Các phần mô đã được khử paraffin thông qua ngâm trong xylene (3 lần, mỗi lần 5 phút) và được bù nước bằng cách sử dụng một loạt rượu giảm dần (100%, 90%, 85% và 75%, mỗi lần 5 phút). Các phần được nhuộm bằng hematoxylin và eosin để phân tích mô học. Các mẫu sinh thiết được nhuộm bằng thuốc nhuộm ba màu của Masson để điều tra bất kỳ thay đổi hình thái và xơ hóa nào trong tim. Nhuộm màu xanh thể hiện sự tích tụ collagen. Hóa mô miễn dịch được thực hiện bằng bộ dụng cụ nhuộm Histone Simple (Nichirei, Tokyo, Nhật Bản) theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Các phần được xử lý trong 15 phút với 3% H2O2 trong metanol để làm bất hoạt peroxidase nội sinh và sau đó được ủ ở nhiệt độ phòng trong 1 giờ với kháng thể chính IL-1, 1:100. Cơ sở hạ tầng sau đó được quan sát ở độ phóng đại 20 lần bằng kính hiển vi huỳnh quang đảo ngược CMS GmbH của Leica Microsystems (Leica Camera AG, Barnack, Đức).

Đo nồng độ glucose

Chuột được duy trì chế độ ăn chow bình thường. Vào ngày thí nghiệm, chuột được nhịn đói trong 6 giờ (bắt đầu lúc 8 giờ sáng) và lấy máu. thông qua tĩnh mạch đuôi để đo nồng độ glucose.

Tế bào nguyên bào cơ tim chuột H9c2 được rửa bằng dung dịch muối đệm phốt phát (PBS), ly tâm và nghiền nát bằng siêu âm, rồi ủ trong điều kiện nuôi cấy tế bào tiêu chuẩn trong 10 phút. Sau khi ủ, độ hấp thụ được đo bằng máy đọc vi đĩa (Perkin Elmer, Massachusetts, Hoa Kỳ).

Xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme

Mô chuột được ly giải bằng dung dịch đệm ly giải. Các mẫu được cách âm bằng máy đồng nhất Qsonica sử dụng xung 30 Hz trong 20 giây và sau đó ly tâm ở tốc độ 12.000 g trong 10 phút. Phần nổi phía trên được thu thập, chia thành các lọ 200 µl và được bảo quản ở -80°C. Nồng độ protein của các mẫu được định lượng bằng xét nghiệm BCA. Các mẫu được phân tích bằng cách sử dụng bộ xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết enzyme để tìm TNF-α, IL-1β và IL-6 theo quy trình của nhà sản xuất. Mật độ quang được đo ở bước sóng 450nm bằng cách sử dụng đầu đọc vi mạch VICTOR Nivo ™ (Perkin Elmer, Massachusetts, Hoa Kỳ).

Xác định sự thay đổi trong hệ thống trao đổi chất của chuột

Các mẫu máu được hòa lại, ủ trên đá, ly tâm, pha loãng đến nồng độ cuối cùng và ly tâm. Cuối cùng, chất nổi phía trên được bơm vào hệ thống LC-MS/MS để phân tích. Các phân tích UHPLC–MS/MS được thực hiện bằng hệ thống Vanquish UHPLC (Thermo Fisher, Massachusetts, Hoa Kỳ) kết hợp với Orbitrap Q ExactiveTM Máy quang phổ khối HF (Thermo Fisher, Massachusetts, Hoa Kỳ). Các chất chuyển hóa được xác định đã được chú thích bằng cơ sở dữ liệu KEGG, cơ sở dữ liệu HMDB và cơ sở dữ liệu Bản đồ LIPID. Phân tích thành phần chính (PCA) và phân tích phân biệt bình phương nhỏ nhất một phần (PLS-DA) được thực hiện bằng metaX. Chúng tôi đã áp dụng phân tích đơn biến (t-test) để tính ý nghĩa thống kê (P-giá trị). Chất chuyển hóa có VIP>1, P giá trị <0,05 và thay đổi lần ≥2 hoặc 0,5 được coi là các chất chuyển hóa phong phú khác nhau.

Phân tích thống kê

Phân tích thống kê được thực hiện bằng ANOVA với IBM SPSS Statistic (V19.0, America). Dữ liệu được trình bày dưới dạng trung bình ± SD (N = 6–9). P < 0,05 được coi là đáng kể.

Kết quả

Anthracycline làm giảm chuyển hóa glucose của cơ tim và tăng sử dụng axit béo

Đầu tiên chúng tôi nghiên cứu 18Hình ảnh F-FDG PET/CT về tim của bệnh nhân được điều trị bằng hóa trị liệu anthracycline và bệnh nhân không dùng hóa trị liệu và phân tích dữ liệu cho thấy (Hình 1A) xu hướng giảm hấp thu glucose ở cơ tim ở bệnh nhân được điều trị bằng hóa trị. Chúng tôi dự đoán rằng những thay đổi trong thông số này có thể tương quan với tình trạng nhiễm độc tim do anthracycline gây ra. Để xác minh mối liên hệ nội tại giữa các bất thường về chuyển hóa và DIC, chúng tôi đã thiết lập mô hình chuột DIC do Dox gây ra và 18Kết quả F-FDG PET cho thấy sự hấp thu của tim ở chuột được điều trị bằng Dox thấp hơn đáng kể so với chuột không được điều trị sau 4 tuần (Hình 1B). Điều này cho thấy anthracycline ảnh hưởng đến chuyển hóa glucose của cơ tim ở cả bệnh nhân và mô hình chuột.

An external file that holds a picture, illustration, etc.Object name is fphar-13-930835-g001.jpg

(MỘT) Nồng độ của 18F-FDG được tim của bệnh nhân được điều trị bằng hóa trị và không hóa trị tiếp nhận. (B) 18Thu thập hình ảnh F-FDG PET/CT và tim mạch 18Sự hấp thu F-FDG. (C) Bản đồ nhiệt của chuột được điều trị bằng Dox. (D) Nội dung MDA trong các ô H9c2. (E) Nhuộm HE cho thấy Dox đã làm giảm kích thước tế bào cơ tim. Kiểm soát so với Dox: ***P < 0,0005, **P < 0,005, *P < 0,05, trung bình ± SD. N = 6–9.

Trong điều kiện bình thường, cơ tim chủ yếu sử dụng đường và lipid để cung cấp năng lượng, trong đó đường và lipid chiếm lần lượt khoảng 20%–30% và 60% năng lượng của cơ tim; hơn nữa, glucose hiệu quả hơn trong việc sản xuất ATP (). Làm thế nào tim thích nghi với việc định hình lại quá trình chuyển hóa năng lượng trong cơ tim bằng các can thiệp hóa trị liệu và liệu những thay đổi đó có ảnh hưởng đến cân bằng nội môi của tim và dẫn đến sự phát triển của DIC hay không vẫn chưa rõ ràng. Bằng cách phân tích dữ liệu trao đổi chất từ chuột (Hình 1C), chúng tôi nhận thấy rằng các chất chuyển hóa cho thấy mức độ tăng lên sau khi tiếp xúc với Dox chủ yếu liên quan đến việc phân loại lipid và việc giảm mức độ của các chỉ số chuyển hóa glucose như D-glucose-6-phosphate và AKG là rõ ràng. Hơn nữa, phân tích làm giàu KEGG cho thấy con đường trao đổi chất lipid bị thay đổi đáng kể sau khi tiếp xúc với Dox (Hình bổ sung S1). Mức độ chất chuyển hóa MDA của FAO trong cơ tim (Hình 1D) đã tăng đáng kể sau khi điều trị bằng Dox. Điều này cho thấy quá trình chuyển hóa glucose ở tim bị suy giảm sau khi can thiệp Dox và được thay thế bằng quá trình đốt cháy lipid tăng lên, điều này tương đối ít tiết kiệm năng lượng hơn. Sự chuyển hóa lipid không đầy đủ này gây ra sự tích tụ một lượng lớn lipid trong cơ tim và nhuộm bệnh lý cho thấy một số lượng lớn không bào lipid trong tim của động vật tiếp xúc với Dox, dẫn đến tình trạng tim nhiễm mỡ (Hình 1E).

Anthracycline làm tăng tiêu thụ oxy của cơ tim và giảm tốc độ sản xuất ATP

Điều thú vị là sự bù trừ trao đổi chất này làm tăng nồng độ ROS của cơ tim, dẫn đến căng thẳng oxy hóa cao hơn (Hình 2A). Phân tích chuyển hóa năng lượng O2K cho thấy Dox làm tăng mức tiêu thụ oxy của cơ tim (Hình 2B) và dẫn đến sự siêu phân cực của màng ty thể (Hình 2C) (đây cũng là dấu hiệu của mức độ căng thẳng oxy hóa ty thể tăng cao và thường thấy trong các mô hình tái tưới máu-thiếu máu cục bộ cơ tim). Nhuộm JC-1 cũng cho thấy phơi nhiễm Dox gây ra sự gia tăng điện thế màng (cường độ huỳnh quang đỏ tăng cường) ở một số tế bào sống sót (Hình 2D). Mặc dù các quá trình bù trừ như tăng tiêu thụ oxy và oxy hóa lipid xảy ra ở tim, nhưng thật không may, tốc độ sản xuất ATP trong cơ tim đã giảm đáng kể để đáp ứng với việc giảm chuyển hóa glucose (Hình 2E). So sánh tốc độ tiêu thụ oxy và tốc độ sản xuất ATP cho thấy phơi nhiễm Dox dẫn đến cơ tim tiêu thụ một lượng lớn oxy nhưng chỉ sản xuất một lượng nhỏ ATP (Hình 2F), làm tăng đáng kể gánh nặng cho tim. Sự thiếu hụt năng lượng đầu ra này gây ra sự gia tăng đáng kể mức độ AMPK của thụ thể năng lượng trong nhóm Dox (Hình 2G). Do đó, chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng tim có tốc độ tiêu thụ oxy cao và tốc độ sản xuất ATP thấp để đáp ứng với sự suy giảm chuyển hóa glucose do anthracycline gây ra và hiện tượng này không đáp ứng đầy đủ nhu cầu năng lượng của cơ tim mà dẫn đến căng thẳng oxy hóa quá mức. Do đó, người ta suy đoán rằng để đáp ứng với khoảng trống năng lượng, quá trình oxy hóa lipid trong tim tăng lên và tích lũy nhiều ROS hơn, và con đường phản hồi kém này có thể là động lực quan trọng của DIC.

An external file that holds a picture, illustration, etc.Object name is fphar-13-930835-g002.jpg

(MỘT) Cường độ nhuộm ROS trong các tế bào H9c2. (B) Tiêu thụ oxy của tim trong các tế bào H9c2. (C) Tiềm năng màng ty thể. (D) Biểu đồ thanh và nhuộm màu JC-1. (E) Hàm lượng ATP trong các tế bào H9c2. (F) Tỷ lệ sản xuất/tiêu thụ oxy của ATP trong tế bào H9c2. (G) Mức độ biểu hiện của AMPK và β-tubulin đã được đo trong ống nghiệm của WB. Kiểm soát so với Dox: ***P < 0,0005, **P < 0,005, *P < 0,05, trung bình ± SD. N = 6–9.

Chất bảo vệ tim mạch mới breviscapine thúc đẩy chuyển hóa glucose ở tim và ức chế bệnh cơ tim do Dox gây ra

Lấy cảm hứng từ các kết quả nói trên, chúng tôi đã nghiên cứu tác dụng bảo vệ của flavonoid breviscapine, được sử dụng để điều trị các bệnh tim mạch, chống lại sự tiến triển của DIC từ góc độ trao đổi chất. Giao thức thử nghiệm được hiển thị trong Hình 3A, Và 18Hình ảnh F-FDG PET/CT được thực hiện bằng chuột 1 tuần sau lần tiêm Doxorubicin đầu tiên. Như thể hiện trong Hình 3B, sự hấp thu của tim ở nhóm được điều trị bằng breviscapine cao hơn đáng kể so với nhóm được điều trị bằng Dox, cho thấy rằng can thiệp bằng breviscapine có thể đảo ngược sự giảm chuyển hóa glucose của tim do Dox gây ra và điều chỉnh lại quá trình chuyển hóa năng lượng của tim. Chức năng tim và những thay đổi bệnh lý sau khi điều trị bằng breviscapine được kiểm tra tiếp theo và thuốc lâm sàng dexrazoxane (Dexra) được sử dụng làm đối chứng dương tính. Siêu âm tim ở Hình 3C cho thấy LVEF và LVFS ở nhóm Dox thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng và LVESV và LVD cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng. Những kết quả này cho thấy chức năng tâm thu thất trái của chuột giảm sau khi điều trị bằng Dox và tổn thương cơ tim do Dox gây ra trong nghiên cứu này tương tự như bệnh cơ tim giãn nở. Dox làm giảm chức năng tâm thu, tương tự như những gì đã được báo cáo trước đây (). Tất cả các chức năng đã được phục hồi ở tim của động vật được điều trị bằng Brev và Dox so với tim của động vật chỉ được điều trị bằng doxorubicin. cTnI là dấu ấn sinh học của tổn thương cơ tim (). Nồng độ cTnI tăng đáng kể ở những con chuột được điều trị bằng doxorubicin đơn thuần so với những con trong nhóm đối chứng và các nồng độ Brev khác nhau cho thấy tác dụng tốt hơn (Hình 3D). Hơn nữa, việc nhuộm các mô tim bệnh lý sau các phương pháp điều trị khác nhau cho thấy cấu trúc mô tim ở chuột trong nhóm đối chứng là bình thường. Không giống như những con trong nhóm đối chứng, chuột trong nhóm Dox biểu hiện một số lượng lớn các tổn thương tim, bao gồm hoại tử, phù nội bào, rối loạn và đứt sợi cơ, cũng như thoái hóa dạng sóng của sợi tim. Điều thú vị là, việc chuẩn bị trước bằng breviscapine đã ngăn ngừa được loại tổn thương này, làm giảm sự tích tụ quá mức của lipid ở tim và phục hồi cân bằng nội môi cơ tim (Hình 3F). Nhuộm khối cơ tim cho thấy tình trạng xơ hóa mô kẽ tăng lên đáng kể sau khi điều trị bằng Dox và sự can thiệp của Brev đã làm giảm mức độ xơ hóa tim (Hình 3E). Dữ liệu siêu âm tim cho thấy LVESV và LVID ở nhóm Dox cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng, cho thấy sự mở rộng đường kính khoang tâm thất và điều trị bằng breviscapine có thể làm giảm đáng kể những thay đổi này. Những kết quả này cho thấy breviscapine có thể định hình lại quá trình trao đổi chất của tim, tăng sự hấp thu glucose của tim, giảm tình trạng nhiễm mỡ ở tim và làm giảm rối loạn chức năng tim do doxorubicin gây ra và những thay đổi về hình thái cơ tim.

An external file that holds a picture, illustration, etc.Object name is fphar-13-930835-g003.jpg

(MỘT) Sơ đồ điều trị chuột. (B) 18Hình ảnh F-FDG PET/CT được thực hiện bằng chuột 1 tuần sau lần tiếp xúc với Dox đầu tiên và nồng độ 18F-FDG được tim hấp thụ. (C) Siêu âm tim cho thấy breviscapine ngăn chặn sự giãn nở tâm thất trái do Dox gây ra. Siêu âm tim trục ngắn chế độ M đại diện cho thấy Dox gây ra sự giãn nở tâm thất trái và breviscapine có tác dụng bảo vệ trong nhóm Dox + Brev. EF và FS trong tâm trương thấp hơn đáng kể ở những con chuột được điều trị bằng breviscapine so với những con được điều trị bằng Dox và HR cao hơn đáng kể. (D) Breviscapine làm giảm nồng độ cTnI. (E) Nhuộm Masson cho thấy breviscapine làm giảm mức độ xơ hóa tim do Dox gây ra. (F) Nhuộm HE cho thấy breviscapine bảo vệ chống lại sự giảm kích thước tế bào cơ tim do Dox gây ra trong tim. Kiểm soát so với Dox, 4 mg/kg, 8 mg/kg hoặc 16 mg/kg Brev so với Dox và Dexra so với Dox: ***P < 0,0005, **P < 0,005, *P < 0,05, trung bình ± SD. N = 6–9.

Breviscapine điều chỉnh chuyển hóa glucose và lipid của tim bằng cách điều chỉnh nồng độ huyết thanh ngoại vi và biểu hiện AKT cơ tim

Tiếp theo, chúng tôi nghiên cứu cách breviscapine điều chỉnh sự cân bằng chuyển hóa đường và chất béo. Như thể hiện trong Hình 4E, mức độ serotonin trong huyết thanh ngoại vi ở chuột được điều trị bằng breviscapine đã tăng đáng kể so với ở chuột được điều trị bằng Dox và mức độ giảm cho thấy mối quan hệ tuyến tính với liều breviscapine, với mức giảm hơn 95% là quan sát thấy ở nhóm dùng liều cao. Serotonin (5-HT) là một monoamine có nhiều chức năng trong hệ thống thần kinh và không phải tế bào thần kinh (). Trong hệ thống thần kinh trung ương, 5-HT hoạt động như một chất dẫn truyền thần kinh điều chỉnh tâm trạng và hành vi ăn uống (). Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng 5-HT ngoại vi đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa trao đổi chất của các mô ngoại biên bằng cách ức chế sinh nhiệt thích nghi ở mô mỡ màu nâu. Ức chế tổng hợp 5-HT làm giảm tăng cân và cải thiện rối loạn chức năng trao đổi chất ở mô hình chuột béo phì do chế độ ăn kiêng (). Các nghiên cứu liên kết trên toàn bộ gen cũng tiết lộ mối liên hệ di truyền giữa hệ thống serotonergic và béo phì. Serotonin có hai tác dụng khác nhau lên quá trình chuyển hóa glucose: nó trực tiếp gây ra sự tiết insulin trong tế bào B tuyến tụy, làm giảm lượng đường trong máu; và nó ức chế sự hấp thu glucose từ máu bởi các mô khác ngoài gan và cơ xương, làm tăng lượng đường trong máu (). Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc điều trị bằng serotonin có thể dẫn đến sự gia tăng đột ngột và lớn lượng đường trong máu, nhưng làm thế nào serotonin ức chế sự hấp thu glucose của mô từ máu vẫn chưa rõ ràng. Kết quả thử nghiệm của chúng tôi cho thấy sau khi điều trị bằng breviscapine, nồng độ serotonin ngoại vi giảm mạnh, tương ứng với việc tăng lượng glucose vào tim (Hình 4E), trong khi lượng glucose ở gan không thay đổi đáng kể (Hình bổ sung S2) và mức đường huyết lúc đói (FBG) đã giảm (Hình 4A). Trong nhóm breviscapine, việc bổ sung thêm 5-HT làm tăng mức độ serotonin ở chuột và giảm sự hấp thu glucose ở tim (Hình 4B). Để phân tích sâu hơn về cách serotonin điều chỉnh quá trình chuyển hóa tế bào cơ tim, chúng tôi đã bổ sung thêm 5-HT để tăng mức serotonin ở chuột mô hình chấn thương cơ tim do Dox gây ra và sau đó thu thập tim của chuột để phân tích phiên mã. Kết quả cho thấy quá trình oxy hóa axit béo ở nhóm được điều trị bằng Dox và 5-HT cao hơn đáng kể so với chỉ riêng nhóm Dox (Hình bổ sung S3). Sau đó, chúng tôi đã phân tích những thay đổi trong con đường PI3K-protein kinase B (Akt/PKB), một chất điều hòa quan trọng trong quá trình chuyển hóa glucose ở cơ tim có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh sự hấp thu glucose; thúc đẩy sự phân chia, tăng sinh và sống sót của tế bào; và ức chế apoptosis. Kết quả cho thấy việc bổ sung 5-HT ức chế trực tiếp sự biểu hiện gen của Akt nhưng không làm thay đổi đáng kể mức độ tiểu đơn vị xúc tác PI3K hoặc tiểu đơn vị điều hòa (Hình 4C). Mất AKT làm giảm khả năng chuyển hóa glucose của tế bào cơ tim. Những kết quả này cho thấy breviscapine làm giảm tác dụng ức chế của serotonin đối với sự hấp thu glucose của mô bằng cách giảm đáng kể mức độ serotonin và đảm bảo sự hấp thu glucose từ máu trong điều kiện bệnh lý, cho thấy khả năng cơ thể có thể tham gia vào quá trình điều hòa chuyển hóa của tim. tái cấu trúc thông qua các chất dẫn truyền thần kinh. Quan trọng hơn, breviscapine, một loại thuốc tim mạch được sử dụng phổ biến ở Trung Quốc, có thể làm giảm nồng độ serotonin ngoại biên hơn 90% và có tác dụng mạnh hơn thuốc ức chế tái hấp thu serotonin cổ điển fluoxetine trong điều trị phì đại cơ tim và suy tim do chuyển hóa glucose cơ tim. rối loạn và tiểu đường, đại diện cho một tác nhân an toàn mới để điều trị nhiễm độc tim do Dox gây ra. Các nghiên cứu dịch tễ học cũng chỉ ra rằng bệnh tiểu đường làm tăng nguy cơ nhiễm độc tim do Dox gây ra; do đó, nghiên cứu này cung cấp một chiến lược điều trị tiềm năng cho bệnh nhân tiểu đường và ung thư ().

An external file that holds a picture, illustration, etc.Object name is fphar-13-930835-g004.jpg

(MỘT) Mức đường huyết lúc đói ở chuột. (B) Nồng độ của 18F-FDG được tim hấp thụ sau khi bổ sung 5-HT. (C) Bản đồ nhiệt của phân tích bảng điểm sau khi bổ sung 5-HT. (D) Mức biểu hiện của PI3K, Akt và GAPDH đã được đo trong ống nghiệm của WB. (E) Mức độ serotonin trong huyết thanh ngoại vi ở chuột. (F) Mức độ D-glucose 6-phosphate ở chuột. (G) Mức độ axit α-ketoglutaric ở chuột. Kiểm soát so với Dox, 4 mg/kg, 8 mg/kg hoặc 16 mg/kg Brev so với Dox và Brev+5-HT so với Brev: ***P < 0,0005, **P < 0,005, *P < 0,05, trung bình ± SD. N = 6–9.

Dựa trên những phát hiện này, chúng tôi đã nghiên cứu cách breviscapine điều chỉnh glucose. Sử dụng bằng trái tim. Kết quả cho thấy biểu hiện protein PI3K ở chuột tiếp xúc với Dox đã giảm đáng kể và mức độ biểu hiện protein PI3K trong mô tim đã tăng lên đáng kể sau khi can thiệp bằng breviscapine. Điều thú vị là, biểu hiện AKT được duy trì ở mức thấp ở cả nhóm đối chứng và nhóm tiếp xúc với Dox, và biểu hiện AKT tăng đáng kể đã được quan sát thấy sau khi điều trị bằng breviscapine (Hình 4D). Các nghiên cứu trước đây cho thấy AKT kích thích chuyển hóa glucose trong tế bào, chuyển glucose thành D-glucose 6-phosphate thông qua hexokinase để phân giải đường phân hoặc trùng hợp thành glycogen. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng sau khi breviscapine thúc đẩy biểu hiện AKT cơ tim, nồng độ D-glucose 6-phosphate và axit α-ketoglutaric liên quan đến chuyển hóa glucose đã tăng lên đáng kể (Hình 4F,G), cho thấy rằng breviscapine đã tăng cường khả năng sử dụng glucose của cơ tim làm nguồn năng lượng thông qua AKT và thúc đẩy quá trình dị hóa glucose. Các nghiên cứu trước đây đã báo cáo rằng biểu hiện PI3K-Akt tăng lên có thể thúc đẩy việc sử dụng đường ở các mô ngoại biên, giảm tình trạng kháng insulin, tăng cường cung cấp năng lượng cho tim và ngăn ngừa suy tim, trong khi việc ức chế con đường PI3K-Akt ảnh hưởng đến hoạt động sinh lý của tế bào tim (). Những kết quả này cho thấy breviscapine tăng cường khả năng chống lại tổn thương cơ tim do Dox gây ra bằng cách điều chỉnh kích hoạt con đường PI3K-Akt. Những kết quả này cho thấy breviscapine điều chỉnh lượng đường trong máu bằng cách ức chế serotonin, ngăn chặn việc hạn chế sử dụng glucose trong cơ tim và thúc đẩy chuyển hóa glucose trong cơ tim bằng cách kích hoạt con đường PI3K-Akt. Do đó, serotonin có thể là mục tiêu quan trọng để điều chỉnh chuyển hóa glycolipid của tim. Sau đó, chúng tôi đã phân tích những thay đổi trong chức năng tim và cân bằng nội môi sau khi tái cấu trúc quá trình chuyển hóa glycolipid của cơ tim. So với nhóm mô hình Dox, sản xuất ATP của cơ tim ở nhóm được điều trị bằng breviscapine đã tăng đáng kể (Hình 5A), trong khi hàm lượng ROS và MDA, một chất chuyển hóa của FAO, lại giảm đáng kể (Hình 5B,E). Phân tích chuyển hóa năng lượng O2K cho thấy breviscapine ức chế sự gia tăng đáng kể mức tiêu thụ oxy của tim do tiếp xúc với Dox (Hình 5C), làm giảm đáng kể tỷ lệ sản xuất ATP/tiêu thụ oxy (Hình 5D) và bình thường hóa tiềm năng màng ty thể (Hình bổ sung S4). Điều này cho thấy rằng điều trị bằng breviscapine làm tăng khả năng sử dụng glucose hiệu quả năng lượng cao của cơ tim làm nguồn năng lượng; cải thiện hiệu quả sản xuất ATP; và giảm tải cho tim, stress oxy hóa và tiêu thụ oxy của cơ tim. Tóm lại, breviscapine có thể phá vỡ vòng luẩn quẩn của tốc độ tiêu thụ oxy cao và quá trình đốt cháy lipid không đủ trong tim do tiếp xúc với Dox một cách hiệu quả bằng cách điều chỉnh vòng AKT serotonin-glycemia-cơ tim, tái cấu trúc chuyển hóa năng lượng của cơ tim, tăng sử dụng glucose và giảm FAO. (Hình 5F), ngăn cản sự phát triển hơn nữa của DIC.

An external file that holds a picture, illustration, etc.Object name is fphar-13-930835-g005.jpg

(MỘT) Hàm lượng ATP trong các tế bào H9c2. (B) Nội dung MDA trong các ô H9c2. (C) Tiêu thụ oxy của tim trong các tế bào H9c2. (D) Tỷ lệ sản xuất/tiêu thụ oxy của ATP trong tế bào H9c2. (E) Cường độ nhuộm ROS trong các tế bào H9c2. (F) Sơ đồ. Kiểm soát so với Dox, Brev so với Dox và Dexra so với Dox: ***P < 0,0005, **P < 0,005, *P < 0,05, trung bình ± SD. N = 6–9.

Breviscapine làm sạch tổn thương ty thể và phục hồi cân bằng nội môi cơ tim sau khi điều trị bằng Dox thông qua con đường truyền tín hiệu PINK1/Parkin

Mặc dù các giả thuyết liên quan đến cơ chế của DIC đã thay đổi trong nhiều thập kỷ qua, nhưng đặc điểm chính của DIC là mất cân bằng oxy hóa khử và suy giảm chức năng ty thể. Các kết quả trước đây đã ngăn cản việc cải thiện giả thuyết về sự phát triển DIC từ góc độ tỷ lệ năng lượng của tim và hiệu quả sản xuất năng lượng nhưng đặt ra một câu hỏi quan trọng, đó là làm thế nào breviscapine đạt được hiệu quả sản xuất năng lượng và cân bằng nội môi vi môi trường tim bằng cách tối ưu hóa mạng lưới chuyển hóa trong tim sau ty thể. chấn thương. Vì vậy, chúng tôi nhằm mục đích trả lời câu hỏi này. Con đường truyền tín hiệu kinase1 PINK1/Parkin giả định do Pten gây ra là một trong những con đường chính được trung gian bởi sự tự thực của ty thể và đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì quá trình chuyển hóa năng lượng của tế bào cơ tim (). Khi ty thể trong tế bào cơ tim bị tổn thương, PINK1, với tư cách là “người canh gác” của hệ thống kiểm soát chất lượng ty thể, sẽ tích tụ ở màng ngoài của ty thể và thu thập và phosphoryl hóa Parkin (). Parkin được kích hoạt sẽ phổ biến các ty thể bị tổn thương, sau đó hợp nhất với lysosome để thoái hóa hoàn toàn. Quá trình tự thực bào của ty thể được tăng cường qua trung gian con đường truyền tín hiệu PINK1/Parkin có thể duy trì cân bằng nội môi của ty thể trong tế bào cơ tim và làm chậm sự tiến triển của bệnh tim ().

Do đó, chúng tôi đã suy đoán rằng breviscapine tăng cường khả năng tự thực của ty thể thông qua con đường PINK1/Parkin và duy trì cân bằng nội môi của ty thể trong tế bào cơ tim. WB cho thấy so với nhóm Dox, tổng mức biểu hiện protein PINK1/Parkin ở nhóm điều trị bằng breviscapine đã tăng lên đáng kể (Hình 6A) và mức độ phosphoryl hóa tương ứng cũng tăng lên đáng kể (Hình 6B). Trong nhóm điều trị bằng Dox, biểu hiện protein PINK1/Parkin có xu hướng giảm và quá trình phosphoryl hóa protein giảm đáng kể, trong khi mức độ protein màng ty thể Tom20 tăng lên, cho thấy rằng mặc dù Dox gây ra tổn thương ty thể nhưng nó đã ức chế quá trình đào thải kịp thời các tế bào bị hư hỏng. ty thể. Một số lượng lớn ty thể bị gãy và hư hỏng đã được quan sát thấy trong nhóm Dox (mũi tên đỏ, Hình 6D), trong khi một lượng lớn bệnh tự kỷ của ty thể được bọc lysosomal đã được quan sát thấy trong nhóm Brev (mũi tên màu xanh). Khi Dox và Brev được áp dụng đồng thời, đường gờ ty thể lộ rõ, hình thái ty thể bình thường và cấu trúc màng còn nguyên vẹn. Khi nhuộm bằng MitoTracker, cường độ huỳnh quang cao nhất được tìm thấy ở nhóm Dox (Hình 6C), chỉ ra rằng có nhiều ty thể hơn đáng kể trong nhóm Dox so với nhóm đối chứng và nhóm Brev. Hơn nữa, mức độ protein chống oxy hóa NADH và SOD đã tăng lên đáng kể sau khi điều trị bằng Brev (Hình bổ sung S5). Quá trình phosphoryl hóa của thụ thể năng lượng AMPK đã giảm đáng kể ở nhóm điều trị Brev so với nhóm Dox, trong khi các trung tâm kiểm soát tăng trưởng tế bào được kích hoạt (Hình 6E). Những kết quả này chỉ ra rằng phơi nhiễm Dox gây tổn thương cơ tim, tích tụ ty thể và mất cân bằng nội môi, điều này giải thích ở một mức độ nào đó tại sao hiệu quả sản xuất năng lượng của tim bị giảm và căng thẳng oxy hóa tăng lên sau khi dùng Dox. Breviscapine có thể thúc đẩy quá trình tự thực bào của ty thể, loại bỏ ty thể bị tổn thương và khôi phục cân bằng nội môi của cơ tim, đảm bảo hiệu quả sự cân bằng động giữa sản xuất ATP của tim và stress oxy hóa.

An external file that holds a picture, illustration, etc.Object name is fphar-13-930835-g006.jpg

(MỘT) Mức độ biểu hiện của PINK1, Parkin, Tom20 và GAPDH đã được đo trong ống nghiệm của WB. (B) Mức độ biểu hiện của p-PINK1, p-Parkin và Tom20 đã được đánh giá. (C) Nhuộm Mitotracer. (D) Kính hiển vi điện tử. (E) Các mức biểu hiện của p-AMPK, p-mTOR, p-Akt và p-PI3K đã được đánh giá. (F) Cường độ nhuộm ROS trong các tế bào H9c2 sau khi bổ sung Mdivi-1. (G) Hàm lượng ATP trong tế bào H9c2 sau khi bổ sung Mdivi-1.(H) Biểu đồ thanh của p-AMPK/t-AMPK, p-mTOR/t-mTOR, p-Akt/t-Akt và p-PI3K/t-PI3K. Kiểm soát so với Dox, Dox + Mdivi-1 so với Dox và Dox + Brev + Mdivi-1 so với Dox + Brev: ***P < 0,0005, **P < 0,005, *P < 0,05, trung bình ± SD. N = 6–9.

Khi tác dụng này của breviscapine bị Mdivi-1 chặn lại, nồng độ ROS trong tế bào cơ tim đã tăng lên đáng kể (Hình 6F), trong khi sản xuất ATP giảm đáng kể (Hình 6G). Hơn nữa, tỷ lệ sống sót của tế bào cơ tim đã giảm (Hình bổ sung S6), và tác dụng phục hồi của breviscapine đối với tế bào cơ tim bị ức chế. Khi Dox và Mdivi-1 được kết hợp, việc sản xuất ATP và tỷ lệ sống sót của các tế bào cơ tim càng giảm, nồng độ ROS tăng lên và tổn thương cơ tim trở nên trầm trọng hơn. Những kết quả này cho thấy rằng quá trình tự thực của ty thể đóng một vai trò quan trọng trong tổn thương tế bào cơ tim do Dox gây ra. Việc tái cấu trúc mạng lưới trao đổi chất của tim không thể bù đắp hoàn toàn tình trạng rối loạn chức năng do tổn thương ty thể và tác dụng bảo vệ cơ tim của breviscapine phụ thuộc vào sự điều hòa chuyển hóa glucose và lipid cũng như kích hoạt quá trình tự thực của ty thể. Đây cũng có thể là lý do tại sao việc điều chỉnh mạng lưới trao đổi chất của tim chưa được xem xét liên quan đến giả thuyết về sự phát triển DIC. Có ý kiến cho rằng việc ngăn chặn sự tiến triển của bệnh và phục hồi chức năng tim cũng quan trọng như nhau trong điều trị các triệu chứng rối loạn chức năng tim và suy tim do Dox gây ra, điều này có lợi hơn cho tiên lượng và chất lượng cuộc sống của bệnh nhân.

Breviscapine phối hợp với hóa trị ung thư vú bằng cách giảm viêm và giảm thâm nhiễm tế bào ức chế miễn dịch sau khi dùng Dox

Theo lý thuyết về nguồn gốc ty thể, ty thể có nguồn gốc từ sự hợp nhất của vi khuẩn hiếu khí, nghĩa là ty thể có đặc tính lạ (). Khi ty thể bị tổn thương, các mẫu phân tử liên quan đến tổn thương (DAMP) được kích hoạt, kích hoạt phản ứng miễn dịch của cơ thể (). Do đó, chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng breviscapine thúc đẩy quá trình thanh thải ty thể bị tổn thương và giúp giảm viêm. Kết quả cho thấy nồng độ trong huyết thanh của các cytokine gây viêm interleukin-1β (IL-1β), IL-6 và yếu tố hoại tử khối u α (TNF-α) đã giảm đáng kể sau khi can thiệp bằng breviscapine (Hình 7A) và nhuộm miễn dịch các mô tim cho thấy IL-1β được biểu hiện ở mức độ thấp (Hình bổ sung S7). Những kết quả này cho thấy breviscapine có thể làm giảm sự bài tiết các yếu tố gây viêm và giảm phản ứng viêm ở chuột tiếp xúc với Dox. Các yếu tố điều hòa viêm và tế bào tác động là những thành phần quan trọng của vi môi trường khối u và đóng vai trò quan trọng trong mối quan hệ giữa tình trạng viêm và khối u (). Tình trạng viêm trong môi trường vi mô khối u có nhiều tác động khác nhau đến khối u, có thể thúc đẩy sự tăng sinh và sống sót của các tế bào ác tính, hình thành mạch và di căn; làm suy yếu phản ứng miễn dịch mắc phải của cơ thể; và thay đổi phản ứng của cơ thể với hormone và thuốc hóa trị (). Breviscapine làm giảm viêm sau điều trị bằng Dox nhưng không ảnh hưởng đến tác dụng tiêu diệt tế bào ung thư vú của Dox trong ống nghiệm (Hình 7B). Liệu nó có thể giúp ngăn chặn sự di chuyển của các tế bào viêm đến trọng tâm khối u hay không, đặc biệt là trong việc điều trị hợp tác các đại thực bào liên quan đến khối u (TAM), vẫn chưa rõ ràng. TAM là các tế bào miễn dịch xâm nhập quan trọng và có thể chiếm 50% tế bào khối u trong ung thư vú. TAM và các tế bào liên quan trong khối u của chuột và người thường là đại thực bào M2, chúng đã thúc đẩy sự phát triển và hình thành mạch của khối u, tăng cường khả năng kháng trị và ức chế khả năng miễn dịch thu được.). Giảm sự xâm nhập của TAM hoặc độ thanh thải TAM do thuốc gây ra là một chiến lược mới nổi trong liệu pháp miễn dịch khối u. Vì vậy, chúng tôi đã xây dựng mô hình chuột ung thư vú 4T1 (Hình 7C). Chuột có khối u 4T1 tại chỗ (200 mm3) được chia ngẫu nhiên thành 3 nhóm (N = 5) và tiêm dung dịch muối đệm phốt phát (PBS), Dox hoặc Dox + Brev. Dox và Brev được dùng với liều 10 mgkg−1 trọng lượng cơ thể và 1,4 mgkg−1 trọng lượng cơ thể, tương ứng. Những con chuột bị giết 7 ngày sau khi điều trị và các khối u được thu thập để đánh giá FCM và mô học. Sau khi điều trị bằng Dox + Brev, tỷ lệ đại thực bào liên quan đến khối u (TAM) xâm nhập vào khối u đã giảm (Hình 7D). Nhuộm mô học của mô khối u cho thấy biểu hiện thấp hơn đáng kể của dấu hiệu kiểu hình M2 CD206 (Hình 7E). Khối lượng khối u ở chuột được điều trị bằng Dox + Brev thấp hơn đáng kể so với chuột được điều trị bằng Dox đơn thuần (Hình 7F), cho thấy rằng breviscapine có thể ức chế sự phát triển của khối u bằng cách giảm viêm và thâm nhiễm TAM.

An external file that holds a picture, illustration, etc.Object name is fphar-13-930835-g007.jpg

(MỘT) Nồng độ các cytokine gây viêm IL-1β, IL-6 và TNF-α trong huyết thanh. (B) Khả năng sống của tế bào MCF-7 trong ống nghiệm(C) Sơ đồ điều trị chuột có khối u. (D) Các khối u chuột đã được thu thập cho FCM. (E) Nhuộm mô học của các khối u cho dấu hiệu kiểu hình M2 CD206. (F) Trung bình của tổng gánh nặng khối u. *P < 0,0005. Kiểm soát so với Dox, Dexra so với Dox và Brev so với Dox: ***P < 0,0005, **P < 0,005, *P < 0,05, trung bình ± SD. N = 6–9.

 

Cuộc thảo luận

Nghiên cứu này cho thấy rối loạn chức năng chuyển hóa glucose và lipid là động lực quan trọng gây nhiễm độc tim do anthracycline gây ra và việc phục hồi chuyển hóa ở tim, thúc đẩy chuyển hóa glucose ở cơ tim và cải thiện hiệu quả sản xuất năng lượng của cơ tim là phương pháp hiệu quả để ngăn ngừa tác dụng phụ trên tim của Dox. Chúng có thể thúc đẩy quá trình tự thực bào của ty thể, loại bỏ các ty thể bị hư hỏng. Giảm viêm giúp tăng cường tác dụng chống ung thư của Dox.

Tim của động vật có vú sử dụng một lượng lớn năng lượng để co bóp liên tục và sự kết hợp chặt chẽ giữa sản xuất ATP và co bóp của tim là điều cần thiết để tim hoạt động bình thường (). Quá trình này đòi hỏi sự điều chỉnh chính xác của mạng lưới chuyển hóa năng lượng của tim. Đặc điểm nổi bật nhất của mạng lưới này là tính linh hoạt trao đổi chất của nó để đáp ứng với nhiều kích thích khác nhau, bao gồm những thay đổi về phát triển và tình trạng dinh dưỡng, cũng như khả năng của tim trong việc định hình lại các con đường trao đổi chất để điều chỉnh năng lượng và chức năng tâm thu của cơ tim trong điều kiện sinh lý bệnh mãn tính.). Sự tái cấu trúc trao đổi chất này góp phần bảo tồn chức năng tim hoặc đẩy nhanh sự tiến triển của bệnh. Có nhiều nghiên cứu về các bệnh lý tim mạch như phì đại tim, suy tim nhưng có rất ít nghiên cứu về DIC. Các nghiên cứu trước đây đã tập trung vào việc sản xuất ROS và nhắm mục tiêu topoisomerase II-β, dẫn đến tổn thương DNA, rối loạn chức năng ty thể và Ca2+ xử lý sai. Tuy nhiên, các chất thải sắt làm sạch ROS và dexra bộ điều chế topoisomerase II-β không mang lại lợi ích đáng kể, cho thấy rằng các yếu tố khác cũng có liên quan. Dox điều chỉnh mạng lưới trao đổi chất trong cơ tim như thế nào, việc tái cấu trúc mạng lưới trao đổi chất này ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất năng lượng của tim như thế nào và liệu Dox có thúc đẩy độc tính trên tim hay không vẫn chưa được biết. Các nghiên cứu gần đây đã tiết lộ rằng bệnh ferroptosis của tế bào cơ tim do tích lũy peroxid hóa lipid đóng một vai trò quan trọng trong sự tiến triển của DIC, cho thấy các tế bào cơ tim tiếp xúc với Dox có xu hướng tăng cường chuyển hóa lipid (). Những phát hiện của chúng tôi làm sáng tỏ thêm rằng nhiễm độc tim do Dox gây ra được thúc đẩy bởi một vòng phản hồi luẩn quẩn về rối loạn chuyển hóa glucose và lipid và dẫn đến tăng tiêu thụ oxy, sản xuất năng lượng kém hiệu quả và tăng mức độ căng thẳng oxy hóa.

Breviscapine là loại thuốc cổ điển được sử dụng rộng rãi nhất để điều trị các bệnh tim mạch và mạch máu não ở Trung Quốc, nó được đưa vào Dược điển Trung Quốc và Danh sách Thuốc thiết yếu Quốc gia và là thuốc thiết yếu để điều trị cấp cứu tại các bệnh viện Trung Quốc. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy breviscapine cải thiện hiệu quả sản xuất ATP bằng cách điều chỉnh mạch AKT serotonin-glycemia-cơ tim, định hình lại quá trình chuyển hóa năng lượng của cơ tim, tăng sử dụng glucose và giảm quá trình oxy hóa lipid. Nó làm giảm tác động của việc sản xuất ATP thấp, tiêu thụ oxy cao và căng thẳng oxy hóa cao do chuyển hóa không đủ lượng lớn lipid trong tim do tiếp xúc với Dox, làm giảm biểu hiện AMPK, ngăn chặn vòng luẩn quẩn của việc hấp thu lipid quá mức trong cơ thể. cơ tim và làm chậm sự phát triển của DIC (). Ngoài ra, kết quả của chúng tôi cho thấy serotonin có thể hoạt động như một nhánh bổ sung của insulin để điều chỉnh lượng đường trong máu, cung cấp lượng đường trong máu cho tim và các cơ quan quan trọng khác trong điều kiện bệnh lý. Serotonin có tác dụng trái ngược nhau trong việc điều chỉnh lượng đường trong máu. Một mặt, nó tương tác với insulin để hạ đường huyết; mặt khác, nó khiến các mô khác ngoài gan và cơ xương hấp thụ glucose và làm tăng lượng đường trong máu. Điều này cho thấy rằng việc giảm nồng độ huyết thanh ngoại vi, chẳng hạn như thông qua điều trị bằng breviscapine, có thể hỗ trợ việc sử dụng glucose của các cơ quan. Ngoài ra, tác dụng ức chế của breviscapine đối với độc tính trên tim phụ thuộc vào việc tăng cường khả năng tự thực của ty thể, và việc tái cấu trúc trao đổi chất của tim không thể dẫn đến giải phóng ty thể tích lũy trong bối cảnh tổn thương tim do Dox gây ra. Breviscapine gây ra bệnh tự kỷ trong cơ thể sống để khôi phục cân bằng nội môi ty thể của cơ tim thông qua con đường PINK1/Parkin, làm giảm độc tính trên tim do doxorubicin gây ra. Xem xét rằng việc kích hoạt autophagy có liên quan đến sự xuất hiện và phát triển của nhiều loại bệnh, breviscapine có thể là một loại thuốc ứng cử viên cho các bệnh liên quan đến autophagy của ty thể, mang lại giá trị ứng dụng lâm sàng rất tốt. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng breviscapine có tác dụng ức chế nhất định đối với sự phát triển của khối u và hoạt động sinh học của tế bào khối u (). Kết quả của nghiên cứu này cho thấy breviscapine có thể ngăn ngừa rối loạn chức năng tim do doxorubicin gây ra trong mô hình khối u ung thư vú và làm giảm mức độ của các yếu tố gây viêm và thâm nhiễm đại thực bào ức chế miễn dịch bằng cách loại bỏ ty thể bị tổn thương, tạo ra tác dụng hiệp đồng với tác dụng chống ung thư của doxorubicin. Breviscapine làm giảm sự phát triển của khối u bằng cách mang lại lợi ích điều trị kép cho bệnh ung thư, ngăn ngừa độc tính trên tim của anthracycline. Breviscapine bảo vệ chống lại độc tính trên tim do anthracycline gây ra và có tác dụng chống ung thư hiệp đồng chống lại anthracycline, mang lại giá trị ứng dụng lâm sàng tốt.

 

Sự nhìn nhận

Các tác giả cảm ơn W-SS, Viện Ung thư thuộc Bệnh viện trực thuộc Đại học Thanh Đảo, Trung Quốc, vì đã chuẩn bị dự thảo ban đầu và quản lý dữ liệu.

 

Tuyên bố về tính sẵn có của dữ liệu

Những đóng góp ban đầu được trình bày trong nghiên cứu được bao gồm trong bài báo/Tài liệu bổ sung; yêu cầu thêm có thể được chuyển đến tác giả tương ứng.

 

Chuẩn mực đạo đức

Các nghiên cứu có sự tham gia của con người đã được Ủy ban Đạo đức của Bệnh viện trực thuộc Đại học Thanh Đảo xem xét và phê duyệt. Các bệnh nhân/người tham gia đã cung cấp sự đồng ý bằng văn bản để tham gia vào nghiên cứu này. Nghiên cứu trên động vật đã được xem xét và phê duyệt bởi Ủy ban Đạo đức của Trường Cao đẳng Y tế thuộc Đại học Thanh Đảo.

 

Sự đóng góp của tác giả

M-JL và W-SS đã vận hành tất cả các thử nghiệm, phân tích dữ liệu và viết bản thảo gốc. Y-KZ đã phân tích dữ liệu và viết bản thảo gốc. YY đã phân tích dữ liệu. QL phân tích và giải thích dữ liệu của động vật. Y-ZG vận hành các thí nghiệm trên động vật. TY vận hành các thí nghiệm trên động vật. D-MX -xem xét và chỉnh sửa bản thảo. Tất cả các tác giả đều đọc và phê duyệt bản thảo cuối cùng.

 

Kinh phí

Nghiên cứu này đã nhận được một khoản tài trợ cụ thể từ các cơ quan tài trợ trong tổ chức ung thư Thanh Đảo và Dự án nghiên cứu ứng dụng sau tiến sĩ Thanh Đảo (số RZ2100005362).

 

Xung đột lợi ích

Các tác giả tuyên bố rằng nghiên cứu được thực hiện trong trường hợp không có bất kỳ mối quan hệ thương mại hoặc tài chính nào có thể được hiểu là xung đột lợi ích tiềm ẩn.

 

Ghi chú của nhà xuất bản

Tất cả các tuyên bố được trình bày trong bài viết này chỉ là của các tác giả và không nhất thiết đại diện cho tuyên bố của các tổ chức liên kết của họ hoặc của nhà xuất bản, người biên tập và người đánh giá. Bất kỳ sản phẩm nào có thể được đánh giá trong bài viết này hoặc tuyên bố có thể do nhà sản xuất đưa ra đều không được nhà xuất bản bảo đảm hoặc xác nhận.

 

Tài liệu bổ sung

Tài liệu bổ sung cho bài viết này có thể được tìm thấy trực tuyến tại: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphar.2022.930835/full#supplementary-material

Người giới thiệu

 

  • Alexandre J., Cautela J., Ederhy S., Damaj GL, Salem JE, Barlesi F., và những người khác. (2020). Độc tính trên tim mạch liên quan đến điều trị ung thư: Cách tiếp cận thực tế đối với hướng dẫn về ung thư tim mạch của Hoa Kỳ và Châu ÂuMứt. PGS.TS tim mạch 9 (18), e018403. 10.1161/JAHA.120.018403 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Berger M., Grey JA, Roth BL (2009). Sinh học mở rộng của serotoninAnnu. Mục sư Med. 60, 355–366. 10.1146/annurev.med.60.042307.110802 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Bertero E., Maack C. (2018). Tái cấu trúc chuyển hóa trong suy timNat. Linh mục Cardiol. 15 (8), 457–470. 10.1038/s41569-018-0044-6 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Carmean CM, Yokoi N., Takahashi H., Oduori OS, Kang C., Kanagawa A., và những người khác. (2019). Asen làm thay đổi quá trình chuyển hóa serotonin thông qua quá trình glucuronid hóa trong tế bào beta tuyến tụyLà. J. Physiol. Nội tiết. Metab. 316 (3), E464–E74. 10.1152/ajpendo.00302.2018 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Chang WT, Lin YW, Ho CH, Chen ZC, Liu PY, Shih JY (2021). Dapagliflozin ngăn chặn căng thẳng ER và bảo vệ độc tính trên tim do doxorubicin gây ra ở bệnh nhân ung thư vúVòm. Chất độc. 95 (2), 659–671. 10.1007/s00204-020-02951-8 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Chen Y., Song Y., Du W., Gong L., Chang H., Zou Z. (2019). Đại thực bào liên quan đến khối u: Đồng phạm trong quá trình phát triển khối u rắnJ. Sinh học. Khoa học. 26 (1), 78. 10.1186/s12929-019-0568-z [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Dewanjee S., Vallamkondu J., Kalra RS, John A., Reddy PH, Kandimalla R. (2021). Autophagy ở tim đái tháo đường: Mục tiêu điều trị dược lý tiềm năng trong bệnh cơ tim đái tháo đườngLão hóa Res. Rev. 68, 101338. 10.1016/j.arr.2021.101338 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Dorn GW, lần thứ 2 (2016). Giảm thiểu phụ thuộc Parkin ở timJ. Mol. Tế bào. Tim mạch. 95, 42–49. 10.1016/j.yjmcc.2015.11.023 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Elinav E., Nowarski R., Thaiss CA, Hu B., Jin C., Flavell RA (2013). Ung thư do viêm: nhiễu xuyên âm giữa khối u, tế bào miễn dịch và vi sinh vậtNat. Mục sư ung thư 13 (11), 759–771. 10.1038/nrc3611 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Gao J., Chen G., He H., Liu C., Xiong X., Li J., và những người khác. (2017). Tác dụng điều trị của breviscapine trong các bệnh tim mạch: Đánh giáĐằng trước. Dược phẩm. 8, 289. 10.3389/fphar.2017.00289 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • MW xám (2012). Sự tiến hóa của ty thểCảng mùa xuân lạnh. Phối cảnh. Biol. 4 (9), a011403. 10.1101/cshperspect.a011403 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Guo R., Wu K., Chen J., Mo L., Hua X., Zheng D., và cộng sự. (2013). Hydro sunfua ngoại sinh bảo vệ chống lại tình trạng viêm và độc tế bào do doxorubicin gây ra bằng cách ức chế con đường p38MAPK/NFκB trong tế bào tim H9c2Tế bào. Physiol. hóa sinh. 32 (6), 1668–1680. 10.1159/000356602 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Hulst MB, Grocholski T., Neefjes JJC, van Wezel GP, Metsa-Ketela M. (2021). Anthracycline: Sinh tổng hợp, ứng dụng kỹ thuật và lâm sàngNat. Sản phẩm. Trả lời. 39, 814–841. 10.1039/d1np00059d [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Iyengar NM, Gucalp A., Dannenberg AJ, Hudis CA (2016). Cơ chế béo phì và ung thư: Môi trường vi mô khối u và tình trạng viêmJ. Lâm sàng. Oncol. 34 (35), 4270–4276. 10.1200/JCO.2016.67.4283 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Kalyanaraman B. (2020). Giảng dạy những điều cơ bản về cơ chế gây độc cho tim do doxorubicin gây ra: Có phải chúng ta đã đi nhầm chỗ? Biol oxi hóa khử. 29, 101394. 10.1016/j.redox.2019.101394 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Kim GH, Uriel N., Burkhoff D. (2018). Tái cấu trúc ngược và phục hồi cơ tim trong suy timNat. Linh mục Cardiol. 15 (2), 83–96. 10.1038/nrcardio.2017.139 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Kitakata H., Endo J., Ikura H., Moriyama H., Shirakawa K., Katsumata Y., và những người khác. (2022). Mục tiêu điều trị bệnh cơ tim do DOX gây ra: Vai trò của apoptosis so với bệnh FerroptosisInt. J. Mol. Khoa học. 23 (3), 1414. 10.3390/ijms23031414 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Kolwicz SC, Jr., Purohit S., Tian R. (2013). Chuyển hóa ở tim và sự tương tác của nó với sự co bóp, tăng trưởng và sự sống sót của tế bào cơ timVòng tròn. Res. 113 (5), 603–616. 10.1161/CIRRESAHA.113.302095 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Kolwicz SC, Jr., Tian R. (2011). Chuyển hóa glucose và phì đại timTim mạch. Res. 90 (2), 194–201. 10.1093/cvr/cvr071 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Levis BE, Binkley PF, Shapiro CL (2017). Tác dụng gây độc cho tim của liệu pháp dựa trên anthracycline: Bằng chứng là gì và những tác hại tiềm ẩn là gì? Lancet. Oncol. 18 (8), e445–e456. 10.1016/S1470-2045(17)30535-1 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Li M., Sala V., De Santis MC, Cimino J., Cappello P., Pianca N., và cộng sự. (2018). Ức chế gamma Phosphoinositide 3-kinase bảo vệ khỏi nhiễm độc tim của anthracycline và làm giảm sự phát triển của khối uVòng tuần hoàn 138 (7), 696–711. 10.1161/TUẦNAHA.117.030352 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Li M., Yuan Y., Sun W., Zhang Y., Lu Q., Zou L., và những người khác. (2022). Cơ chế của breviscapine chống lại độc tính trên tim do doxo rubicin gây ra dựa trên cơ chế chuyển hóaCái cằm. Thảo mộc. Med. 53 (08), 2356–2367. 10.7501/j.issn.0253-2670.2022.08.0 [Tham khảo chéo[]
  • Li Z., Zhang H. (2016). Lập trình lại quá trình chuyển hóa glucose, axit béo và axit amin để phát triển ung thưTế bào. Mol. Khoa học cuộc sống. 73 (2), 377–392. 10.1007/s00018-015-2070-4 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Liu H., Wang H., Xiang D., Guo W. (2017). Các biện pháp dược phẩm để ngăn ngừa nhiễm độc tim do doxorubicin gây raMini Rev Med. Chem. 17 (1), 44–50. 10.2174/1389557516666160621083659 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Lopaschuk GD, Ussher JR, Folmes CD, Jaswal JS, Stanley WC (2010). Chuyển hóa axit béo cơ tim trong sức khỏe và bệnh tậtPhysiol. Rev. 90 (1), 207–258. 10.1152/physrev.00015.2009 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Lopaschuk GD, Karwi QG, Tian R., Wende AR, Abel ED (2021). Chuyển hóa năng lượng tim trong suy timVòng tròn. Res. 128 (10), 1487–1513. 10.1161/CIRRESAHA.121.318241 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • McGowan JV, Chung R., Maulik A., Piotrowska I., Walker JM, Yellon DM (2017). Hóa trị anthracycline và độc tính trên timTim mạch. Thuốc đó. 31 (1), 63–75. 10.1007/s10557-016-6711-0 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Munn DH, Mellor AL (2016). Ido trong môi trường vi mô khối u: Viêm, phản điều hòa và dung nạpXu hướng miễn dịch. 37 (3), 193–207. 10.1016/j.it.2016.01.002 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Murashige D., Jang C., Neinast M., Edwards JJ, Cowan A., Hyman MC, và những người khác. (2020). Định lượng toàn diện việc sử dụng nhiên liệu của trái tim con người đang suy yếu và không suy yếuKhoa học 370 (6514), 364–368. 10.1126/science.abc8861 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Như NT, Li Q., Liu Y., Xu J., Xiao SY, Lee SD (2021). Tác dụng của mdivi-1 đối với rối loạn chức năng thần kinh ty thể và quá trình chết theo chương trình qua trung gian ty thể trong tổn thương tái tưới máu do thiếu máu cục bộ sau đột quỵ: Đánh giá có hệ thống các nghiên cứu tiền lâm sàngĐằng trước. Mol. Khoa học thần kinh. 14, 778569. 10.3389/fnmol.2021.778569 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Okaty BW, Commons KG, Dymecki SM (2019). Nắm bắt sự đa dạng trong hệ thống nơ-ron 5-HTNat. Mục sư Neurosci. 20 (7), 397–424. 10.1038/s41583-019-0151-3 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Pan Y., Yu Y., Wang X., Zhang T. (2020). Đại thực bào liên quan đến khối u trong khả năng miễn dịch khối uĐằng trước. Miễn dịch. 11, 583084. 10.3389/fimmu.2020.583084 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Poole LP, Macleod KF (2021). Mitophagy trong nguyên nhân khối u và di cănTế bào. Mol. Khoa học cuộc sống. 78 (8), 3817–3851. 10.1007/s00018-021-03774-1 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Randle PJ, Garland PB, Hales CN, Newsholme EA (1963). Chu trình axit béo glucose. Vai trò của nó đối với độ nhạy insulin và rối loạn chuyển hóa của bệnh đái tháo đườngLancet 1 (7285), 785–789. 10.1016/s0140-6736(63)91500-9 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Sangweni NF, Moremane M., Riedel S., van Vuuren D., Huisamen B., Mabasa L., và những người khác. (2020). Tác dụng dự phòng của pinocembrin chống lại độc tính trên tim do doxorubicin gây ra ở bệnh nhân trong ống nghiệm Mô hình tế bào H9c2Đằng trước. Dược phẩm. 11, 1172. 10.3389/fphar.2020.01172 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Sautes-Fridman C., Petitprez F., Calderaro J., Fridman WH (2019). Cấu trúc bạch huyết bậc ba trong kỷ nguyên liệu pháp miễn dịch ung thưNat. Mục sư ung thư 19 (6), 307–325. 10.1038/s41568-019-0144-6 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Sawicki KT, Sala V., Prever L., Hirsch E., Ardehali H., Ghigo A. (2021). Phòng ngừa và điều trị nhiễm độc tim do anthracycline: Những hiểu biết mớiAnnu. Mục sư Pharmacol. Chất độc. 61, 309–332. 10.1146/annurev-pharmtox-030620-104842 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Shabalala S., Muller CJF, Louw J., Johnson R. (2017). Polyphenol, autophagy và độc tính trên tim doxorubicin gây raKhoa học cuộc sống. 180, 160–170. 10.1016/j.lfs.2017.05.003 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Shao D., Tian R. (2015). Chất vận chuyển glucose trong chuyển hóa và phì đại timCompr. Physiol. 6 (1), 331–351. 10.1002/cphy.c150016 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Solaro CR, Solaro RJ (2020). Ý nghĩa của sinh học phức tạp và môi trường vi mô của sarcomer tim trong việc sử dụng kháng thể troponin có ái lực cao làm dấu ấn sinh học huyết thanh cho các rối loạn timJ. Mol. Tế bào. Tim mạch. 143, 145–158. 10.1016/j.yjmcc.2020.05.010 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Sun Y., Ping Y., Miao S., Li Z., Pan C., Shen S., và những người khác. (2022). Phát triển mô hình dự đoán lâm sàng đa biến về độc tính trên tim do liposome doxorubicin gây ra ở bệnh nhân ung thư vú trưởng thành: Một nghiên cứu đa trung tâm hồi cứuAnn. Dịch. Med. 10 (10), 605. 10.21037/atm-22-1935 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Syahputra RA, Harahap U., Dalimunthe A., Nghị sĩ Nasution, Satria D. (2022). Vai trò của flavonoid như một chiến lược bảo vệ tim mạch chống lại nhiễm độc tim do doxorubicin gây ra: Đánh giáPhân tử 27 (4), 1320. 10.3390/phân tử27041320 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Takemura G., Fujiwara H. (2007). Bệnh cơ tim do doxorubicin gây ra từ cơ chế gây độc cho tim đến cách điều trịĂn xin. Tim mạch. Dis. 49 (5), 330–352. 10.1016/j.pcad.2006.10.002 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Timm KN, Miller JJ, Henry JA, Tyler DJ (2018). Ứng dụng tim của cộng hưởng từ siêu phân cựcĂn xin. Hạt nhân. Magn. Cộng hưởng. Quang phổ. 106-107, 66–87. 10.1016/j.pnmrs.2018.05.002 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Vejpongsa P., Yeh ET (2014). Phòng ngừa nhiễm độc tim do anthracycline gây ra: Thách thức và cơ hộiMứt. Coll. Tim mạch. 64 (9), 938–945. 10.1016/j.jacc.2014.06.1167 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Venturini M., Michelotti A., Del Mastro L., Gallo L., Carnino F., Garrone O., và những người khác. (1996). Thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên có đối chứng đa trung tâm để đánh giá khả năng bảo vệ tim của dexrazoxane so với không bảo vệ tim ở phụ nữ được hóa trị liệu bằng epirubicin cho bệnh ung thư vú tiến triểnJ. Lâm sàng. Oncol. 14 (12), 3112–3120. 10.1200/JCO.1996.14.12.3112 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Watanabe H., Rose MT, Aso H. (2011). Vai trò của serotonin ngoại vi trong chuyển hóa glucose và lipidCurr. Ý kiến. Lipidol. 22 (3), 186–191. 10.1097/MOL.0b013e3283462273 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Wen L., He T., Yu A., Sun S., Li X., Wei J., và những người khác. (2021). Breviscapine: Đánh giá về hóa thực vật, dược động học và tác dụng điều trị của nóLà. J. Chin. Med. 49 (6), 1369–1397. 10.1142/S0192415X21500646 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Wilkins HM, Weidling IW, Ji Y., Swerdlow RH (2017). Các mẫu phân tử liên quan đến tổn thương có nguồn gốc từ ty thể trong thoái hóa thần kinhĐằng trước. Miễn dịch. 8, 508. 10.3389/fimmu.2017.00508 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Wu L., Gao Y., Zhang S., Fang Z. (2019). Tác dụng của việc tiêm breviscapine đối với bệnh tăng huyết áp ở bệnh nhân tổn thương thận do tăng huyết áp: Đánh giá hệ thống và phân tích tổng hợpĐằng trước. Dược phẩm. 10, 118. 10.3389/fphar.2019.00118 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Xia G., Han Y., Meng F., He Y., Srisai D., Farias M., và cộng sự. (2021). Kiểm soát tương hỗ bệnh béo phì và rối loạn trầm cảm lo âu thông qua mạch thần kinh GABA và serotoninMol. tâm thần học 26 (7), 2837–2853. 10.1038/s41380-021-01053-w [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Xie S., Sun W., Zhang C., Dong B., Yang J., Hou M., và những người khác. (2021). Kiểm soát trao đổi chất bằng stress nhiệt quyết định số phận tế bào bị nhiễm sắt để điều trị ung thư hiệu quảACS Nano 15 (4), 7179–7194. 10.1021/acsnano.1c00380 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Yabut JM, Crane JD, Green AE, Keating DJ, Khan WI, Steinberg GR (2019). Vai trò mới nổi của serotonin trong việc điều chỉnh quá trình trao đổi chất: Ý nghĩa mới đối với một phân tử cổ xưaNội tiết. Rev. 40 (4), 1092–1107. 10.1210/er.2018-00283 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Yamamoto T., Sano M. (2022). Rối loạn chuyển hóa axit béo cơ tim trong suy timInt. J. Mol. Khoa học. 23 (2), 996. 10.3390/ijms23020996 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Ye J., Gao M., Guo X., Zhang H., Jiang F. (2020). Breviscapine ngăn chặn sự phát triển và di căn của ung thư tuyến tiền liệt thông qua việc điều chỉnh con đường PI3K/Akt qua trung gian PAQR4Sinh học. Dược sĩ. 127, 110223. 10.1016/j.biopha.2020.110223 [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Zemdegs J., Quesseveur G., Jarriault D., Penicaud L., Fioramonti X., Guiard BP (2016). Rối loạn chuyển hóa do chế độ ăn nhiều chất béo làm suy yếu chức năng 5-HT và hành vi giống lo lắng ở chuộtAnh. J. Dược phẩm. 173 (13), 2095–2110. 10.1111/bph.13343 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]
  • Zhu Y., Pereira RO, O'Neill BT, Riehle C., Ilkun O., Wende AR, và những người khác. (2013). PI3K-Akt của tim làm suy yếu sự hấp thu glucose được kích thích bằng insulin độc lập với sự chuyển vị mTORC1 và GLUT4Mol. Nội tiết. 27 (1), 172–184. 10.1210/tôi.2012-1210 [Bài viết miễn phí của PMC] [PubMed] [Tham khảo chéo[]

 

 

Nguồn

Chia sẻ trang này

NHỮNG BÀI VIẾT LIÊN QUAN

viVietnamese
Cuộn lên trên cùng