Quercetin Alleviates the Progression of Breast Cancer-RelatedDepression via Inhibiting the Pyroptosis and Promoting theImmune Response

槲皮素通过抑制程序性细胞焦亡和促进免疫反应缓解乳腺癌相关抑郁症的进展

 

期刊：Mediators of Inflammation

影响因子：4.475

发表日期：2022年

 

 

 

乳腺癌患者往往表现出明显的情绪不稳定，尤其是抑郁，伴发抑郁的概率已达到40%。同时，乳腺癌相关抑郁症（BCRD）严重影响患者的生活质量，甚至使乳腺癌患者的生存时间缩短10%-20%。因此，研究BCRD的发病机制对预防和治疗BCRD具有重要意义。

 

       中医药在治疗抑郁症方面通常具有独特的优势。逍遥康艾解郁方是一种传统的中草药复方，它在BCRD的治疗方面非常有效。槲皮素被确定为逍遥康艾解郁方的关键成分。

 

        以往的研究表明，BCRD的发病机制主要集中在与炎症相关的自主神经免疫、神经内分泌免疫和氧化应激损伤。此外，细胞焦亡是近年来发现的一种新的细胞死亡形式（程序性），被认为是与炎症最密切相关的细胞损伤形式。文献已证实细胞焦亡的经典途径由天冬氨酸特异性caspase-1介导，其可被炎症小泡诱导上调。初步数据显示，在BCRD小鼠的神经元发育过程中，炎症小泡（NLRP3）经常被激活。因此，推测海马神经元细胞焦亡可能参与了BCRD的发生和发展。

 

 

 

1、构建网络药理学以评估BCRD中逍遥康艾解郁方的下游靶点。

2、采用小鼠悬尾试验、蔗糖偏好试验和强迫游泳试验来检测抑郁症状。

3、EthDⅢ染色法观察神经元结构。

4、RT-qPCR和western blot用于评估mRNA和蛋白质水平。

5、采用ELISA法检测炎症反应和免疫反应相关的细胞因子。

6、血清中BCRD相关代谢物异常分析

 

 

 

一、构建网络药理学

 

通过对逍遥康艾解郁方的有效成分、乳腺癌和抑郁症的综合分析，共获得156个靶点（图1（A））。

我们建造这156个目标基因的PPI（蛋白质相互作用）网络（图1（b））。

选择学位分数大于平均分数的基因作为关键目标，共筛选出53个关键目标。前20个目标如图1（c）所示。

 

 

通过MCODE分析筛选核心基因。获得了四个基因簇和四个核心基因：APP、AKT1、IL10和POR（表2）。

基于包含的活性成分、BCRD和靶点，构建了活性成分、疾病、靶点网络（补充图1）。

 

 

接下来，GO分析表明，该化合物的活性成分主要参与对脂多糖的反应、对药物的反应和对细菌源性分子的反应（图2（a））。

此外，KEGG分析表明，该化合物的活性成分与以下途径有关：糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路、脂质和动脉粥样硬化、流体剪切应力和动脉粥样硬化（图2（b））。

我们基于逍遥康艾解郁方在BCRD中的活性成分的潜在靶点和途径构建了一个PPI网络（图2（c））。

此外，根据活性成分的程度，我们发现槲皮素是逍遥康艾解郁配方中最重要的成分（补充表2）。

 

 

二、体外模拟BCRD实验

 

乳腺癌细胞（4T1）促进小鼠抑郁样状态的诱导。因此，本研究选择4T1细胞进行乳腺癌相关抑郁症的研究。

 

Control组：原代神经元细胞用普通培养基培养6小时。

4T1+ LPS组：将4T1细胞暴露于LPS（Sigma，10μg/mL）中6小时。然后，离心细胞，收集上清液。将细胞上清液加入原代神经元中6小时。

CORT组：原代神经元暴露于200μM CORT（皮质醇）中6小时。

BCRD组：4T1细胞暴露于LPS（Sigma，10μg/mL）中6小时，然后，离心细胞，收集上清液。将细胞上清液和200μM CORT加入原代神经元6小时以模拟体外BCRD。

 

结果：在图3（a）和图3（b）中，BCRD中焦亡细胞的数量显著增加。同时，在BCRD中，神经元中ASC、NLRP3和caspase-1的水平明显上调（图3（c）–3（f））。

 

 

由于槲皮素被确定为逍遥康艾解郁方的关键成分，以下分析用于分析槲皮素对BCRD进展的影响。数据证实，LPS处理的4T1细胞上清液显著降低了神经元的存活率，而Pac+Flu 或槲皮素显著逆转了这种情况（图4（a））。LPS处理的4T1细胞上清液持续显著上调神经元中ASC、NLRP3和caspase-1的水平，而Pac+Flu 或槲皮素可部分恢复这种现象（图4（b）–4（e））。同时，Pac+Flu 或槲皮素明显逆转LPS处理的4T1细胞上清液对细胞焦亡的影响（图4（f））。

 

Pac: 紫杉醇脂质体

Flu: 盐酸氟西汀

 

 

三、体内构建BCRD模型

 

槲皮素减轻BCRD小鼠的神经元损伤和抑郁行为

 

 采用腋下注射4T1炎性乳腺癌细胞联合腹腔注射皮质酮（CORT）建立乳腺癌并发抑郁症模型小鼠。

      BCRDp+Pac组小鼠每周腹腔注射紫杉醇脂质体（20mg/kg）。

      BCRDp+flu组小鼠每天服用盐酸氟西汀（7.8 mg/kg）。

      BCRDp+Pac+flu组小鼠每周腹腔注射紫杉醇脂质体（20mg/kg）+ 每天服用 盐酸氟西汀（7.8 mg/kg）。

      BCRDp+que组小鼠腹腔注射同等日剂量的槲皮素。

      此外，对照组、乳腺癌组、抑郁症组和BCRD组的小鼠服用等量的蒸馏水。治疗3周后，根据多个指标对各

      组小鼠进行分析.

 

 

槲皮素促进BCRD小鼠的抗肿瘤免疫反应

 

（a） 收集小鼠肿瘤组织。（b） 计算肿瘤体积。

（c） 记录肿瘤重量。（d） H&E染色观察小鼠组织学变化。（e） 检测CA153的表达。（f，g）用流式细胞术测定小鼠体内CD4+和CD8+的比率。

（h–j）通过ELISA研究小鼠体内的IL-2、IFN-γ和IL-10水平。

 

四、血清代谢分析

     

代谢紊乱可能导致抑郁症的进展, 槲皮素可部分逆转BCRD小鼠的血清代谢，调节BCRD相关代谢物的异常。

 

如图7（a）–7（c）所示，不同实验组的代谢物被分为不同的簇。火山图显示115种代谢物三组之间差异显著（图7（d））。

我们注意到槲皮素有效地逆转了BCRD中某些代谢物的水平，如精氨琥珀酸、L-天冬酰胺、γ-氨基Ding酸、琥珀酸和尿嘧啶（补充图3）。

KEGG分析表明，这些差异代谢物主要富集于精氨酸生物合成、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢，以及D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢（图7（e））。

 

 

 

研究结论：小药康盖杰宇配方的活性成分槲皮素通过抑制骨变、促进免疫反应、改善血清代谢，有效缓解了BCRD的进展。

 

局限性：

（1）槲皮素调节BCRD进展的机制尚不清楚；            

（2）槲皮素与血清代谢相关信号之间的关系有待分析。

 

 

 

以上文献涉及的实验技术，均可在晶莱生物展开。

 

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