Effetti della shikonina sulla via di segnalazione HIF-1α/VEGF nei topi con danno polmonare acuto causato da sepsi

Il protocollo mira a valutare l'efficacia della shikonin nell'alleviare il danno polmonare acuto causato dalla sepsi nei topi. Mirando alla via HIF-1α/VEGF, lo studio indaga come diverse dosi di shikonin influenzino i tassi di sopravvivenza, la patologia polmonare e l'espressione di marcatori infiammatori, evidenziando i suoi potenziali benefici terapeutici.

La sepsi causa spesso lesioni polmonari acute (ALI), una complicanza ad alta mortalità. La via HIF-1α/VEGF svolge un ruolo chiave nella sepsi e la shikonina, un composto naturale con proprietà antinfiammatorie, può alleviare il danno polmonare prendendo di mira questa via. I topi Balb/c sono stati divisi casualmente in quattro gruppi: gruppo fittizio, gruppo modello, gruppo di trattamento a basso dosaggio e gruppo di trattamento ad alto dosaggio. Il gruppo fittizio è stato sottoposto a laparotomia senza legatura e puntura cecale (CLP), mentre il gruppo modello è stato sottoposto a CLP per indurre un danno polmonare acuto correlato alla sepsi. Dopo la modellazione, i gruppi di trattamento a basso dosaggio e ad alto dosaggio hanno ricevuto shikonin mediante sonda gastrica a dosi di 12,5 mg/kg e 50 mg/kg, rispettivamente, una volta al giorno per 14 giorni. È stato monitorato il tasso di sopravvivenza a 7 giorni dei topi. La colorazione con ematossilina ed eosina (HE) è stata utilizzata per valutare la patologia del tessuto polmonare, è stato misurato il rapporto peso umido/secco (W/D) del polmone ed è stato eseguito un Western blot per rilevare l'espressione di HIF-1α, VEGF, TNF-α e IL-6 nel tessuto polmonare. La shikonin ha migliorato significativamente il tasso di sopravvivenza dei topi settici, con l'effetto maggiore osservato nel gruppo ad alto dosaggio (p < 0,05). Rispetto al gruppo modello, il rapporto W/D polmonare e il danno tissutale nei gruppi trattati con shikonina sono stati significativamente ridotti in modo dose-dipendente. Inoltre, la shikonina ha significativamente ridotto l'espressione di HIF-1α, VEGF, TNF-α e IL-6, con il gruppo ad alto dosaggio che ha mostrato la riduzione più pronunciata (p < 0,05). La shikonin allevia il danno polmonare acuto nei topi settici, potenzialmente inibendo l'espressione di HIF-1α e riducendo la produzione di fattori infiammatori correlati.

La sepsi è una grave risposta infiammatoria sistemica innescata da un'infezione. ¹ Spesso porta a disfunzioni multiorgano e può diventare pericolosa per la vita con il progredire della condizione. ² Nonostante l'uso di terapie come la ventilazione meccanica e la terapia di supporto, i tassi di mortalità per ALI associata a sepsi rimangono elevati, raggiungendo il 30%-40%³. Questi trattamenti affrontano principalmente i sintomi piuttosto che le cause sottostanti, limitandone l'efficacia complessiva. Pertanto, l'identificazione di nuovi approcci terapeutici mirati alle cause del danno polmonare potrebbe migliorare significativamente gli esiti dei pazienti nella sepsi.

Studi recenti hanno identificato il fattore inducibile dall'ipossia-1α (HIF-1α) come un regolatore critico nella progressione dell'ALI ^4,5 indotta dalla sepsi. HIF-1α si accumula nel tessuto polmonare durante la sepsi, guidando l'espressione dei geni a valle che esacerbano l'infiammazione e il danno tissutale⁶. Questo processo contribuisce in modo significativo al peggioramento del danno polmonare. Pertanto, il targeting della via di segnalazione HIF-1α offre un approccio promettente per mitigare le risposte infiammatorie e ipossiche osservate nell'ALI indotta da sepsi.

Nella ricerca di trattamenti più efficaci, la medicina tradizionale cinese (MTC) ha fornito preziose intuizioni ^7,8. La shikonina è un composto antrachinonico estratto dal Lithospermum erythrorhizon⁷. Mostra notevoli effetti antinfiammatori⁹, antibatterici¹⁰ e antitumorali¹¹. La shikonina può alleviare il danno polmonare indotto dal lipopolisaccaride (LPS), suggerendo il suo potenziale ruolo terapeutico nelle condizioni polmonari¹². Allo stesso tempo, alcuni studi hanno anche proposto che la shikonina possa alleviare il danno ossidativo causato dalla sepsi regolando il sistema macrofagico mononucleare, bilanciando le risposte pro-infiammatorie e anti-infiammatorie. Tuttavia, i meccanismi alla base degli effetti protettivi della shikonina nell'ALI indotta dalla sepsi non sono completamente compresi. Ciò rappresenta una lacuna critica nella ricerca attuale.

In questo studio, miriamo a esplorare gli effetti protettivi della shikonina in un modello murino di ALI indotta da sepsi utilizzando la legatura e la puntura cecale (CLP). La tecnologia CLP svolge un ruolo importante nella ricerca sulla sepsi in quanto può simulare complesse risposte infiammatorie sistemiche e disfunzioni multiorgano, rendendola adatta per valutare l'efficacia di nuove strategie di trattamento. La tecnologia CLP è relativamente più rilevante dal punto di vista clinico rispetto ai tradizionali metodi di iniezione di LPS: simula la risposta infiammatoria sistemica causata dalla traslocazione del microbiota intestinale, che è più vicina al processo patologico della sepsi clinica. Può essere classificato e controllato: regolando la lunghezza della legatura e la dimensione della perforazione, è possibile controllare la gravità della malattia ed è adatto per l'intero studio della sepsi. Inoltre, può simulare cambiamenti dinamici simili nella disfunzione multiorgano e nella risposta alle citochine. Studiando il ruolo della shikonina nella modulazione della via di segnalazione HIF-1α/VEGF, speriamo di fornire informazioni su nuove strategie terapeutiche che affrontino i meccanismi alla base del danno polmonare correlato alla sepsi, migliorando potenzialmente i risultati clinici.

Il protocollo ha ottenuto l'approvazione dal Centro Sperimentale per gli Animali dell'Università di Medicina di Wenzhou. Nel presente studio sono stati utilizzati topi maschi C57Bl/6 (5-6 mesi; 20-25 g). I dettagli dei principali reagenti e delle attrezzature utilizzate sono elencati nella Tabella dei Materiali.

1. Preparazione del modello murino di sepsi

1. Topi domestici a una temperatura costante di 25 °C, 50% di umidità e un ciclo luce/buio di 12 ore.
2. Dopo un periodo di acclimatazione di 7 giorni, dividere casualmente i topi in quattro gruppi: gruppo fittizio, gruppo modello, gruppo di trattamento a basso dosaggio e gruppo di trattamento ad alto dosaggio, con 20 topi in ciascun gruppo.
3. Sulla base dei riferimenti di uno studio precedente¹³, trattare il gruppo a basso dosaggio con una concentrazione di 12,5 mg/kg di porporina per 14 giorni e il gruppo ad alto dosaggio con una concentrazione di 50 mg/kg per 14 giorni. Per il gruppo di chirurgia fittizia, eseguire la laparotomia, la trazione cecale, la riduzione e la chiusura senza legatura o puntura e trattare con la stessa dose di soluzione fisiologica per 14 giorni. Le fasi sperimentali per il gruppo di sepsi sono le seguenti.
4. Dopo il digiuno notturno (l'acqua era consentita), anestetizzare i topi con pentobarbital di sodio (40-80 mg/kg) in condizioni sterili durante tutto il processo. Applicare un unguento veterinario sugli occhi per prevenire la secchezza durante l'anestesia.
5. Controllare una corretta anestesia in quanto rallentamento della frequenza respiratoria, diminuzione della tensione muscolare e assenza di risposta evidente allo stress quando si bloccano leggermente gli arti inferiori con una pinza emostatica.
6. Eseguire la disinfezione con etanolo al 75%, 3x. Praticare un'incisione longitudinale di circa 1 cm nella posizione centro-sinistra dell'addome del topo e tagliare la pelle, la fascia e i muscoli a strati per esporre la cavità addominale.
7. Usando una pinza oftalmica a punta smussata con entrambe le mani, esplorare delicatamente la cavità addominale, individuare e liberare il cieco del topo e legarlo a una distanza di circa 1 cm dall'estremità del cieco.
8. Utilizzare un ago da 21 G per perforare e legare l'estremità del cieco, spremere delicatamente una piccola quantità di contenuto intestinale dal sito di puntura utilizzando una pinza oftalmica a punta smussata e quindi recuperarla nel cieco.
9. Eseguire la rianimazione con liquidi sottocutanei con 1 mL di soluzione di cloruro di sodio allo 0,9%. Non lasciare l'animale incustodito fino a quando non ha riacquistato sufficiente coscienza per mantenere la decubito sternale. Notiamo che l'animale che ha subito un intervento chirurgico non viene restituito alla compagnia di altri animali fino a quando non si è completamente ripreso.
10. Dopo 7 giorni di modellazione CLP, somministrare un'anestesia eccessiva per l'eutanasia.
    NOTA: A causa dei possibili effetti irritanti della porporina sulla pelle, sul tratto respiratorio e sul tratto digestivo, nonché della sua elevata tossicità per gli organismi acquatici, l'inquinamento ambientale, utilizzare la protezione personale durante l'esperimento.

2. Valutazione di modelli animali

1. Osservazione della sopravvivenza dei topi
   1. Eseguire la movimentazione degli animali come descritto sopra. Registra il tasso di mortalità entro 1 settimana dalla modellazione per l'analisi statistica. Alcuni topi muoiono senza sepsi prima dell'eutanasia, mentre i topi modello CLP hanno un certo tasso di mortalità (Tabella 1).
   2. Misurazione del rapporto tra peso umido e secco del polmone
      1. Dopo 24 ore di modellazione, anestetizzare nuovamente i topi secondo i passaggi 1.4-1.5.
      2. Praticare un'incisione longitudinale di circa 1 cm sul lato sinistro della linea mediana della clavicola del topo e rimuovere la pelle, la fascia e gli strati muscolari per esporre la cavità toracica con forbici chirurgiche e pinze.
      3. Rimuovere il polmone sinistro e drenare il liquido superficiale. Misurare il peso umido e poi asciugarlo in forno a 80 °C per 72 ore a peso costante per ottenere il peso secco.
      4. Calcola il contenuto di acqua polmonare come:
         Contenuto di acqua polmonare = (Peso umido - Peso secco) / Peso umido x 100%.
   3. Confronto istopatologico dei tessuti polmonari
      1. In un momento specificato, prelevare il polmone sinistro come descritto sopra al punto 2.2. Fissare il polmone in formaldeide neutra al 10%, incorporarlo nella paraffina e sezionarlo a uno spessore di 5 μm.
      2. Decerare il polmone in xilene, 2 volte, per 5-10 minuti ogni volta. Eseguire la reidratazione in serie con etanolo al 100%, 95%, 85% e 75%, per 3 minuti per gradiente. Immergere in acqua distillata per 2 minuti.
      3. Colorare con circa 100 ml di soluzione di ematossilina per 10 minuti, quindi risciacquare con acqua distillata per rimuovere il colore fluttuante.
      4. Aggiungere circa 70 mL della soluzione di differenziazione e immergere per 30 s. Quindi, immergere in acqua del rubinetto 2 volte, ogni volta per 3-5 minuti.
      5. Aggiungere circa 100 ml di soluzione di colorante eosina goccia per 2 minuti. Versare la soluzione colorante in eccesso e disidratare rapidamente come descritto di seguito.
      6. Eseguire la disidratazione, la trasparenza e la sigillatura come descritto di seguito.
         1. Immergere i campioni in etanolo a gradiente: etanolo (I) al 75%, 85%, 95% e 100% per 2-3 secondi ciascuno. Immergere in etanolo (II) al 100% per 1 minuto e immergere nello xilene 2 volte per 1 minuto ogni volta. Utilizzando una cannuccia o un contagocce, sgocciolare la gomma neutra sulla superficie delle fette di tessuto e distribuirla uniformemente il più possibile per evitare la formazione di bolle. Sigillare e osservare al microscopio a 400x.
      7. Selezionare 10 campi casuali per sezione polmonare. Chiedi a un patologo di valutare i cambiamenti patologici come l'edema alveolare, l'emorragia e l'infiltrazione dei neutrofili da 0 (normale) a 4 (danno grave). Utilizzare il punteggio totale per la valutazione.
   4. Western blotting
      1. Estrarre le proteine nucleari dal tessuto polmonare secondo le istruzioni del kit di estrazione delle proteine nucleari e misurare la concentrazione di proteine utilizzando il metodo BCA secondo le istruzioni del produttore.
      2. Preparare campioni di carico proteico con 50 μg di proteine caricate per campione. Preparare il gel separatore SDS-PAGE (10%) e il gel impilabile (3%). Eseguire l'elettroforesi a 80 V per 45 minuti, quindi trasferire la proteina alla membrana in PVDF a 110 V per 60 minuti dopo che i campioni sono entrati nel gel di separazione.
      3. Trasferire le proteine su una membrana e bloccarle per 60 minuti. Incubare con anticorpi primari (vedi Tabella dei materiali, 1:1000) per una notte a 4 °C, seguito da incubazione degli anticorpi secondari (vedi Tabella dei materiali, 1:1000) a 37 °C per 2 ore.
      4. Lavare la membrana con TBST e utilizzare ECL per la visualizzazione. In una camera buia, aggiungere i reagenti preparati su una membrana in PVDF ed eseguire l'imaging a fluorescenza e agitazione. I reagenti ECL interagiscono con le biomolecole sulla membrana, producendo forti reazioni di chemiluminescenza, che vengono registrate da strumenti di imaging a fluorescenza.
      5. Analizzare il valore della scala di grigi delle bande proteiche utilizzando un sistema di analisi delle immagini, metodo di quantificazione delle bande (per informazioni dettagliate sul sistema utilizzato per l'analisi della densitometria delle bande, vedere Immagine NIH).
   5. Analisi statistica
      1. Utilizzare SPSS 26.0 per l'analisi statistica. Usa l'ANOVA unidirezionale per confrontare le medie di più gruppi e i test LSD-t per confronti a coppie. Considera un valore p < 0,05 come statisticamente significativo.

Per valutare il potenziale terapeutico della shikonina, abbiamo prima valutato il suo effetto sulla sopravvivenza nei topi settici per un periodo di 7 giorni. Il trattamento con shikonin ha migliorato i tassi di sopravvivenza in modo dose-dipendente (Figura 1).

Data la diffusa presenza di lesioni polmonari nella sepsi, abbiamo anche valutato l'edema polmonare nei topi. L'edema polmonare è stato valutato misurando il rapporto tra peso umido e secco (W/D) del polmone. Il rapporto W/D era significativamente elevato nel gruppo modello rispetto al gruppo sham (p < 0,05). Il trattamento con shikonin ha mitigato questo effetto in modo dose-dipendente. Il gruppo ad alto dosaggio ha mostrato una riduzione più sostanziale dell'edema polmonare rispetto al gruppo a basso dosaggio (p < 0,05) (Figura 2).

Per convalidare ulteriormente l'effetto protettivo della shikonin sul tessuto polmonare, è stata eseguita un'analisi istopatologica. Il gruppo fittizio ha mostrato una struttura polmonare normale, mentre il gruppo modello CLP ha mostrato un marcato danno tissutale, tra cui edema esteso, emorragia e infiltrazione di cellule infiammatorie. Coerentemente con il ridotto rapporto W/D, il trattamento con shikonin ha alleviato questi cambiamenti patologici in modo dose-dipendente. I topi nel gruppo ad alto dosaggio hanno mostrato un numero significativamente inferiore di anomalie istopatologiche rispetto al gruppo modello CLP e i loro punteggi patologici erano notevolmente inferiori a quelli del gruppo a basso dosaggio (p < 0,05; Figura 3).

Poiché sia l'infiammazione che l'ipossia sono i principali fattori di danno polmonare indotto dalla sepsi, abbiamo successivamente esaminato i livelli di espressione delle proteine chiave coinvolte in questi percorsi. L'analisi del Western blot ha rivelato che il gruppo modello CLP aveva livelli significativamente elevati di TNF-αand, IL-6 e VEGF, indicando una risposta infiammatoria (Figura 4). Inoltre, HIF-1α e VEGF erano altamente espressi nel gruppo modello, confermando l'aumento dell'ipossia (Figura 5). Il trattamento con shikonin ha ridotto significativamente l'espressione di queste proteine in modo dose-dipendente, con il gruppo ad alto dosaggio che ha mostrato una maggiore soppressione di HIF-1α, VEGF, TNF-α e IL-6 rispetto al gruppo a basso dosaggio (p < 0,05; Figura 4 e Figura 5). Questi risultati molecolari supportano ulteriormente il ruolo protettivo della shikonina, evidenziando la sua capacità di modulare sia l'ipossia che l'infiammazione nei topi settici.

Figura 1: Confronto dei tassi di sopravvivenza tra diversi gruppi di topi settici. I topi sono stati raggruppati e sottoposti a CLP insieme al trattamento farmacologico e le curve di sopravvivenza sono state tracciate per registrare il loro stato di sopravvivenza. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Effetti della Shikonin sul rapporto P/D polmonare nei topi settici. I topi sono stati raggruppati e sottoposti a CLP insieme a un trattamento farmacologico per 24 ore, dopodiché è stato registrato il rapporto W/D polmonare. ^AP < 0,05 rispetto al gruppo Sham, ^BP < 0,05 rispetto al gruppo sepsi e ^CP < 0,05 rispetto al gruppo di trattamento a basso dosaggio. Le barre di errore mostrano la deviazione standard, l'ANOVA unidirezionale è stata utilizzata per confrontare i valori medi di più gruppi e il test LSD-t è stato utilizzato per il confronto a coppie. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Cambiamenti microscopici nella patologia del tessuto polmonare tra i gruppi. I topi sono stati raggruppati e sottoposti a CLP con trattamento farmacologico per 24 ore. Il tessuto polmonare è stato quindi raccolto per la colorazione HE. Il pannello di sinistra visualizza immagini rappresentative con un ingrandimento di 400x (barra della scala = 100 μm). Edema diffuso, sanguinamento e infiltrazione di cellule infiammatorie possono essere osservati nel gruppo modello, come indicato dalla freccia. Il pannello di destra presenta i punteggi istopatologici corrispondenti. Rispetto al gruppo fittizio, la differenza era significativa (p 0,05). Le barre di errore mostrano la deviazione standard, l'ANOVA unidirezionale è stata utilizzata per confrontare i valori medi di più gruppi e il test LSD-t è stato utilizzato per il confronto a coppie. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Livelli di espressione proteica di TNF-α e IL-6 nel tessuto polmonare dei topi. I topi sono stati raggruppati e sottoposti a CLP insieme a un trattamento farmacologico per 24 ore, dopodiché l'espressione delle proteine indicate è stata rilevata nel tessuto polmonare. Rispetto al gruppo sham, l'espressione di TNF-α nel gruppo modello era significativamente aumentata (^gp < 0,05). Rispetto al gruppo modello, l'espressione del TNF-α nel gruppo di trattamento a basso dosaggio è risultata significativamente ridotta (^hp < 0,05). Rispetto al gruppo di trattamento a basso dosaggio, l'espressione di TNF-α nel gruppo di trattamento ad alto dosaggio è diminuita, ma la differenza non è stata statisticamente significativa (ⁱp > 0,05). Inoltre, rispetto al gruppo sham, l'espressione di IL-6 nel gruppo modello è aumentata significativamente (^jp < 0,05). Rispetto al gruppo modello, l'espressione di IL-6 nel gruppo di trattamento a basso dosaggio è risultata significativamente ridotta (^kp < 0,05). Rispetto al gruppo di trattamento a basso dosaggio, l'espressione di IL-6 nel gruppo di trattamento ad alto dosaggio è diminuita, ma la differenza non è stata statisticamente significativa (^lp > 0,05). Le barre di errore mostrano la deviazione standard, l'ANOVA unidirezionale è stata utilizzata per confrontare i valori medi di più gruppi e il test LSD-t è stato utilizzato per il confronto a coppie. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: Livelli di espressione proteica di HIF-1α e VEGF nel tessuto polmonare dei topi. I topi sono stati raggruppati e sottoposti a CLP insieme a un trattamento farmacologico per 24 ore, dopodiché l'espressione delle proteine indicate è stata rilevata nel tessuto polmonare. Rispetto al gruppo sham, l'espressione di HIF-1α nel gruppo modello era significativamente aumentata (^mp < 0,05). Rispetto al gruppo modello, l'espressione di HIF-1α nel gruppo di trattamento a basso dosaggio è risultata significativamente ridotta (ⁿp < 0,05). Rispetto al gruppo di trattamento a basso dosaggio, l'espressione di HIF-1α nel gruppo di trattamento ad alto dosaggio è diminuita, ma la differenza non è stata statisticamente significativa (^op > 0,05). Inoltre, rispetto al gruppo sham, l'espressione di VEGF nel gruppo modello era significativamente aumentata (^pp < 0,05). Rispetto al gruppo modello, l'espressione di VEGF nel gruppo di trattamento a basso dosaggio è risultata significativamente ridotta (^qp < 0,05). Rispetto al gruppo di trattamento a basso dosaggio, l'espressione di VEGF nel gruppo di trattamento ad alto dosaggio è diminuita, ma la differenza non è stata statisticamente significativa (^rp > 0,05). Le barre di errore mostrano la deviazione standard, l'ANOVA unidirezionale è stata utilizzata per confrontare i valori medi di più gruppi e il test LSD-t è stato utilizzato per il confronto a coppie. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Tabella 1: Tasso di sopravvivenza dei topi.

Come modello gold standard per la ricerca sulla sepsi, il modello CLP è un passo fondamentale in questo esperimento perché il CLP imita la complessità della sepsi umana meglio di molti altri modelli. L'ALI associata alla sepsi rimane una sfida clinica critica a causa dei suoi alti tassi di mortalità e della limitata efficacia dei trattamenti attuali^14,15. Il nostro studio dimostra, per la prima volta, che la shikonina migliora significativamente la sopravvivenza nei topi settici modulando sia le risposte HIF-1α che quelle infiammatorie creando un modello CLP.

La mortalità indotta da CLP dipende da diversi parametri tecnici, come la dimensione dell'ago, la lunghezza del cieco legato e il numero di punture cecali. Se l'ago è troppo sottile o il numero di aghi non è sufficiente, non causerà una reazione di sepsi sistemica. Se l'ago è troppo spesso o il numero di volte in cui l'ago viene utilizzato è eccessivo, i topi sono inclini alla morte e non possono procedere con l'esperimento successivo. Pertanto, attraverso ripetute modifiche tecniche e risoluzione dei problemi, abbiamo concluso che abbiamo eseguito la legatura a una distanza di circa 1 cm dall'estremità del cieco. Abbiamo usato un ago da 21 G per perforare e legare l'estremità del cieco e abbiamo spremuto delicatamente una piccola quantità di contenuto intestinale dal sito di puntura usando una pinza oftalmica a punta smussata prima di reintrodurla nel cieco. Durante il periodo postoperatorio di 6 ore di CLP, osservare se i topi mostrano sintomi di sepsi come letargia, movimento lento, capelli eretti, secrezioni oculari e diarrea. Le osservazioni indicano un beneficio in termini di sopravvivenza dose-dipendente osservato nel gruppo shikonin ad alte dosi, che è coerente con precedenti ricerche sul potenziale terapeutico della MTC nella gestione della sepsi¹⁶. È molto probabile che la shikonina serva come valido coadiuvante o alternativa alle attuali terapie per l'ALI indotta da sepsi ^5,17.

Come accennato in precedenza, questo modello può fornire una vera e propria piattaforma di simulazione per il meccanismo patologico della sepsi¹⁸. Perché può simulare le caratteristiche chiave della sepsi umana, tra cui più infezioni batteriche, risposte immunitarie dinamiche, disfunzioni multiorgano e altro ancora. Inoltre, il modello CLP può ottimizzare la validazione e il miglioramento dei metodi di trattamento esistenti, come la verifica dell'efficacia di antibiotici, immunomodulatori e terapie adiuvanti (come la vitamina C e l'idrocortisone), aiutando a ottimizzare il dosaggio e i tempi di somministrazione. Il modello è anche di grande importanza nel rivelare le basi biologiche delle sfide cliniche esistenti, i problemi di resistenza agli antibiotici, la standardizzazione della ricerca clinica traslazionale, l'intelligenza artificiale, l'analisi dei big data e altri aspetti.

Le future applicazioni di questa tecnologia includono i seguenti aspetti. In primo luogo, la ricerca e lo sviluppo di nuovi farmaci e la convalida delle strategie di trattamento, come ad esempio la potenziale guida dello sviluppo di terapie istoniche in futuro. In secondo luogo, un'analisi approfondita dei meccanismi immunitari e delle risposte dell'ospite, come l'aiuto nello sviluppo di terapie immunomodulatorie, come l'applicazione di inibitori della via di segnalazione PD-1/PD-L1¹⁹. In terzo luogo, l'integrazione della multi-omica e dell'intelligenza artificiale, come la combinazione dei dati generati dai modelli CLP, può essere utilizzata per costruire modelli predittivi per la sepsi in futuro attraverso l'apprendimento automatico. In quarto luogo, l'esplorazione del microbioma e il controllo delle infezioni. In futuro, questo modello potrebbe essere utilizzato per esplorare la fattibilità di nuove strategie anti-infezione come il trapianto di microbiota fecale e la terapia fagica.

Sebbene il modello CLP sia un metodo consolidato per indurre la sepsi, potrebbe non replicare completamente la complessità della sepsi umana, limitando la generalizzabilità dei nostri risultati. Gli studi futuri dovrebbero includere campioni di dimensioni maggiori ed esplorare gli effetti della shikonina in diversi modelli di sepsi per convalidare questi risultati. Inoltre, un'esplorazione più approfondita dei meccanismi molecolari coinvolti, comprese le potenziali interazioni con altre vie di segnalazione, sarà cruciale per comprendere il pieno potenziale terapeutico della shikonina.

In conclusione, il nostro studio identifica la shikonina come un candidato promettente per il trattamento dell'ALI indotta da sepsi attraverso un modello murino CLP. Prendendo di mira sia le vie ipossiche che quelle infiammatorie, la shikonin ha il potenziale per migliorare i risultati clinici per i pazienti con sepsi. Questo lavoro non solo fornisce nuove intuizioni sui meccanismi del danno polmonare correlato alla sepsi, ma evidenzia anche il ruolo potenziale della medicina tradizionale cinese nelle moderne strategie terapeutiche.

Gli autori dichiarano di non avere interessi concorrenti.

Lo studio è stato sostenuto dal Wenzhou Science and Technology Project (Y2020976).