藤黄酸通过抑制HK1介导的Warburg效应和NLRP3炎症小体激活改善脓毒症炎症

Gambogenic acid ameliorates inflammation by inhibiting HK1-mediated Warburg effect and NLRP3 inflammasome activation in sepsis

作者信息Huanhuan Pang, Honglin Chen, Peng Chen, Xu Wei, Hongda Liu, Xueling He, Yang Yang, Junzhe Zhang, Dianfei Li, Linlin Lou, Wen Xie, Chong Qiu, Fei Xia, Qiuyan Guo, Shengnan Shen, Qiaoli Shi, Weiguang Li, Guang Han, Xijun Wang, Jigang Wang, Chengchao Xu
PMID41584334
发布时间2026-01
DOI10.1016/j.apsb.2025.10.020

实验完整度

涵盖体外巨噬细胞实验、体内CLP小鼠模型、ABPP靶点鉴定、CETSA/BLI/突变验证及siRNA功能敲低实验,多层次验证靶点和机制。

主要模型

LPS刺激的RAW264.7巨噬细胞 CLP诱导的脓毒症小鼠模型(BALB/c)

重点核对

GNA剂量:体外1 μmol/L,体内0.5、1、2 mg/kg/day CLP手术:18号针头穿刺盲肠,术前3天给药,术后4小时追加 靶点结合:Cys684残基突变(C684A)后结合亲和力显著降低 细胞处理:LPS刺激时间(12h或24h)和GNA预处理时间(1h或2h) siRNA敲低:三种siHK1序列验证

摘要

脓毒症是一种由宿主对感染的免疫反应失调引起的危及生命的疾病,最终导致多器官衰竭。目前的治疗策略严重依赖抗生素。然而,常规的抗菌治疗常导致抗生素滥用和耐药性。因此,开发治疗脓毒症的新药至关重要。在此,我们证明藤黄酸(GNA)不仅能限制脂多糖(LPS)刺激的巨噬细胞中炎性细胞因子的释放,还能减轻脓毒症小鼠的炎症反应和器官损伤。通过利用基于活性的蛋白质 profiling(ABPP)策略,我们鉴定了GNA的30个潜在靶蛋白。在这些潜在靶标中,我们发现GNA直接与己糖激酶1(HK1)的Cys684残基结合,并影响其酶活性和细胞定位。这些发现通过细胞热位移分析(CETSA)、生物层干涉法(BLI)和单位点突变实验得到证实。功能上,siHK1减轻了Warburg效应,抑制了NLRP3炎症小体的激活,并最终抑制了炎性细胞因子的释放。总的来说,我们的研究结果表明,GNA可以通过减轻HK1介导的Warburg效应和NLRP3炎症小体激活来减轻炎症,并可作为脓毒症和炎症性疾病的新型治疗剂。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
藤黄酸能否通过靶向HK1抑制Warburg效应和NLRP3炎症小体激活,从而减轻脓毒症炎症?
核心机制
GNA直接结合HK1的Cys684残基,抑制其酶活性并阻止其从线粒体解离,从而抑制Warburg效应(降低有氧糖酵解)和NLRP3炎症小体组装,减少炎性细胞因子释放。
主要证据
ABPP鉴定HK1为靶点,CETSA、BLI和C684A突变验证结合;体外实验显示GNA降低乳酸水平、ECAR,恢复OCR,抑制NLRP3炎症小体成分表达;体内CLP模型显示GNA降低血清细胞因子、减轻多器官损伤并提高生存率。
研究意义
GNA可作为脓毒症及炎症性疾病的潜在新型治疗剂。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体内药效评价

评估GNA对CLP诱导的脓毒症小鼠的保护作用

BALB/c小鼠腹腔注射GNA(0.5、1、2 mg/kg/day)连续3天,第4天行CLP手术,术后4小时追加2 mg/kg,12小时后取血和组织检测。另设生存实验观察48小时存活率。

2

体外抗炎活性评价

检测GNA对LPS刺激的RAW264.7细胞炎症因子释放的影响

RAW264.7细胞先用GNA预处理1小时,再加入LPS刺激24小时,收集上清检测NO、TNF-α、IL-6、IL-1β,并用RT-qPCR检测mRNA水平。

3

靶点鉴定

鉴定GNA在细胞内的直接靶蛋白

使用ABPP策略,LPS刺激的RAW264.7细胞裂解液与GNA(500 μmol/L)孵育后,用DBIA探针标记,链霉亲和素富集,胰酶消化,TMT标记,LC-MS/MS分析差异蛋白。

4

结合验证

验证GNA与HK1的直接结合及结合位点

通过CETSA、pull-down、免疫荧光共定位、分子对接、BLI和C684A突变实验验证GNA与HK1的结合。

5

功能验证

验证HK1在GNA抗炎作用中的关键角色

用siRNA敲低HK1,检测Warburg效应(ECAR, 乳酸)和NLRP3炎症小体激活(蛋白和mRNA)及炎症因子释放。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
三溴乙醇AibeiBioM2920
藤黄酸ChromaBioCHB-X-130
DMEM培养基----
胎牛血清----
CCK-8试剂盒BeyotimeC0038
脂多糖MeilunbioMB5198
乳酸检测试剂盒SolarbioBC2235
TNF-α ELISA试剂盒Mlbioml002095
IL-6 ELISA试剂盒Mlbioml063159
IL-1β ELISA试剂盒Mlbioml098416
NO检测试剂盒BioriginBN27106
BCA蛋白定量试剂盒CWbioCW0014S
PVDF膜MilliporeIPVH00010
增强化学发光试剂盒MeilunbioMA0186-2
RNA提取试剂盒TransGen BiotechET111-01
cDNA合成试剂盒TransGen BiotechAT311-02
SYBR Green荧光染料----
QuantStudio 5实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
IAA-yne探针----
DBIA探针----
TMT标记试剂----
EPPS缓冲液BioriginBN24148
链霉亲和素磁珠----
Orbitrap Fusion Lumos质谱仪Thermo Fisher Scientific--
Easy-nLC1000液相色谱系统Thermo Fisher Scientific--
PCR热循环仪Applied Biosystems--
4孔玻璃底培养皿CellvisD35C4-20-1-N
己糖激酶活性检测试剂盒----
2-脱氧葡萄糖----
多功能酶标仪PerkinElmer--
Seahorse XFe细胞外通量分析仪Seahorse Bioscience--
线粒体压力测试试剂盒Agilent Technologies103673-100
糖酵解压力测试试剂盒Agilent Technologies103020-100
异丙基-β-D-硫代半乳糖苷----
Ni-NTA磁珠Smart-LifesciencesSA004100
Ni-NTA生物传感器Sartorius18-5101
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher11668019
线粒体分离试剂盒BeyotimeC3601

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物实验
小鼠品系、周龄、性别、GNA剂量、给药时间、CLP手术细节、组间n数
阅读提示:Methods 2.1 Mice experiment
细胞实验
细胞系、培养条件、LPS刺激浓度和时间、GNA处理浓度和时间
阅读提示:Methods 2.4 Cell experiment 和 3.2 Results
ABPP靶点鉴定
GNA浓度、DBIA探针浓度、TMT标记条件、质谱参数、数据分析参数
阅读提示:Methods 2.9 ABPP-based target identification
结合验证
GNA浓度、温度梯度、突变位点、BLI实验条件
阅读提示:Methods 2.10 CETSA, 2.16 BLI, 3.5 Results
功能验证
siRNA序列、转染条件、检测时间点
阅读提示:Methods 2.17 RNA interference 和 3.7 Results