تحلیل ترانسکریپتوم مبتنی بر RNA-seq از اثر محافظتی عصاره اتانولی زعفران علیه آسیب القاشده با کورتیکواسترون در سلول‌های PC12

زمینه: در حال حاضر، ضدافسردگی‌های خوراکی معمولاً در درمان بالینی افسردگی استفاده می‌شوند. با این حال، درمان دارویی فعلی ممکن است منجر به عوارض جانبی جدی‌تر شود. بنابراین، ما بر طب سنتی چینی تمرکز می‌کنیم و سعی می‌کنیم یک جایگزین یا مکمل مؤثر و ایمن پیدا کنیم. Crocus sativus (زعفران) یک داروی گیاهی سنتی چینی است که معمولاً در کلینیک برای تنظیم اضطراب، بی‌خوابی، فراموشی و سایر اختلالات روانی استفاده می‌شود. هدف این مطالعه بررسی اثر نوروپروتکتیو عصاره اتانولی زعفران (EES) بر آسیب القاشده با کورتیکواسترون (CORT) در سلول‌های PC12 و کاوش بیشتر مکانیسم بالقوه آن بود. روش‌ها: اصالت زعفران و اجزای فعال EES با آزمون آب و سیستم کروماتوگرافی مایع با کارایی فوق‌العاده-طیف‌سنجی جرمی پرواز زمان شناسایی شد. غربالگری سمیت سلولی برای سلول‌های PC12 با انکوباسیون EES در غلظت‌های مختلف به مدت 24 ساعت انجام شد، و اثربخشی محافظتی EES بر آسیب سلولی PC12 القاشده با CORT (500 μM) و بقای سلولی با آزمون Cell Counting Kit-8 (CCK-8) ارزیابی شد. ژن‌های بیان‌شده متفاوت (DEGs) سلول‌های PC12 محافظت‌شده با EES با استفاده از روش RNA-seq تحلیل شد، و نتایج برای غنی‌سازی GO و KEGG تحلیل شد. نتایج RNA-seq با تحلیل qPCR تأیید شد. نتایج: زعفران ابتدا در آزمون آب اصیل شناسایی شد و 10 ترکیب با کروماتوگرافی مایع با کارایی فوق‌العاده (UPLC)-طیف‌سنجی جرمی (MS) شناسایی شد. نتایج CCK-8 نشان داد که EES در غلظت‌های بالای 640 μg/mL اثر سمیت سلولی معینی اعمال می‌کند، و سلول‌های PC12 پیش‌تیمار شده با EES (20، 40 و 80 μg/mL) به طور معنی‌داری مرگ سلولی القاشده با 500 μM CORT را معکوس کردند. تحلیل RNA-seq نشان داد که EES 246 ژن متفاوت را تنظیم می‌کند، که عمدتاً در مسیر سیگنالینگ MAPK غنی‌سازی شده‌اند. Dusp5، Dusp6، Gadd45b، Gadd45G و Pdgfc با qPCR بیشتر تأیید شد. داده‌های تجربی نشان داد که نتایج qPCR با RNA-seq سازگار است. نتیجه‌گیری: این یافته‌ها درک نوآورانه‌ای از مکانیسم مولکولی اثر محافظتی EES بر سلول‌های PC12 در سطح رونویسی مولکولی فراهم می‌کند، و Dusp5، Dusp6، Gadd45b، Gadd45g و Pdgfc ممکن است اهداف نوین بالقوه برای درمان ضدافسردگی باشند.

Background: At present, oral antidepressants are commonly used in the clinical treatment of depression. However, the current drug treatment may lead to more serious adverse reactions. Therefore, we focus on Chinese traditional medicine, trying to find an effective and safe alternative or complementary medicine. Crocus sativus (saffron) is a traditional Chinese herbal medicine, which is typically used in the clinic to regulate anxiety, insomnia, amnesia, and other mental disorder. The study aimed to explore the neuroprotective effect of ethanol extract of saffron (EES) on corticosterone (CORT)-induced injury in PC12 cells and further explored its potential mechanism. Methods: The authenticity of saffron and the active components of EES were identified by a water test and ultra-performance liquid chromatography-time of flight mass spectrometry system. The screening of cytotoxicity for PC12 cells was incubated with EES in different concentrations for 24 h, and the protective efficacy of EES on CORT (500 μM)-induced PC12 cell injury, cell viability was assessed by Cell Counting Kit-8 (CCK-8) assay. The differentially expressed genes (DEGs) of EES-protected PC12 cells were analyzed using the RNA-seq method, and the results were analyzed for GO and KEGG enrichment. The results of RNA-seq were verified by qPCR analysis. Results: The saffron was initially identified as authentic in the water test and 10 compounds were identified by Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC)-Mass Spectrometry (MS). The results of CCK-8 demonstrated that EES at concentrations above 640 μg/mL exerted a certain cytotoxic effect, and PC12 cells pretreated with EES (20, 40, and 80 μg/mL) significantly reversed the 500 μM CORT-induced cell death. RNA-seq analysis showed that EES regulated 246 differential genes, which were mainly enriched in the MAPK signaling pathway. Dusp5, Dusp6, Gadd45b, Gadd45G, and Pdgfc were further validated by qPCR. Experimental data showed that the results of qPCR were consistent with RNA-seq. Conclusions: These findings provide an innovative understanding of the molecular mechanism of the protective effect of EES on PC12 cells at the molecular transcription level, and Dusp5, Dusp6, Gadd45b, Gadd45g, and Pdgfc may be potential novel targets for antidepressant treatment.