斑马鱼具有超凡的再生能力,几乎可以再生包括心脏、肝脏、鱼鳍在内的任何组织器官,被广泛的用作为再生医学和药物学的研究,对分析再生机制和开发再生药物有重要的意义。熟地黄Radix Rehmanniae Praeparata (RRP)是一种综合性中药材,具有滋阴强肾、益气补血等多种药效。富含毛蕊花糖苷、梓醇、益母草苷、地黄苷等多种活性成分。熟地黄为玄参科植物地黄的块根,经九蒸九晒炮制而成,性温,味甘,入肝肾二经,临床上被广泛的用作治疗糖尿病并发症、骨质酥松等疾病。
本研究使用3日龄斑马鱼为研究对象,切断尾鳍,并用 RRP 治疗。顺利获得形态学观察、细胞增殖和凋亡测量来评估 RRP 对尾鳍再生作用效果。顺利获得网络药理学分析、活细胞动态示踪、转录组分析、CRISPR/Cas9 基因编辑和药物抑制和激活等方法解析潜在机制。研究结果表明,熟地黄可以有效促进斑马鱼受损尾鳍中的细胞增殖速度,降低细胞凋亡,进而加快了尾鳍的修复;进一步的研究发现熟地黄激活了受损尾鳍中的细胞自噬途径,而该途径与熟地黄诱导的芳香烃受体的激活相关;基于CRISPR/Cas9 敲除和CH223191药物抑制芳香烃受体可阻断受损尾鳍中的细胞自噬及熟地黄的促再生功效;最后,我们发现熟地黄中四种活性成分(地黄苷A、益母草苷、梓醇以及毛蕊花糖苷)都具有一定的促进尾鳍再生的作用,但作用效果有差异,且单体的效果均不如熟地黄。本研究对进一步研究熟地黄活性成分促进组织再生的分子机制以及药物研发奠定了基础。
图1 RRP 促进斑马鱼尾鳍再生的调控网络图
相关研究成果题为 “Radix Rehmanniae Praeparata promoted zebrafish fin regeneration through aryl hydrocarbon receptor-dependent autophagy” 在国际学术期刊《Journal of Ethnopharmacology》(中科院医学2区Top,IF = 5.4, JCR Q1区)发表。广西师范大学(干细胞与医药生物技术广西高校重点实验室)为第一署名单位,我院2021级硕士研究生陈凤燕为论文第一作者,蒲仕明老师为论文共同第一作者,2022级硕士研究生周慧娴、颜怡静等为参与作者,徐世三副教授为论文通讯作者。研究得到了广西科技基地和人才专项项目(桂科AD21238016)和国家自然科研基金项目(32360179)的资助。同时取得干细胞与医药生物技术广西高校重点实验室的支持。全文链接:http://doi.org/10.1016/j.jep.2024.118272。