美氟尼酮抑制晶状体上皮细胞中的炎症、氧化应激和上皮-间质转化

Mefunidone Inhibits Inflammation, Oxidative Stress, and Epithelial-Mesenchymal Transition in Lens Epithelial Cells

作者信息Cong Fan, Yu Yang, Mengling You, Zhuo Chen, Jian Jiang
PMID39652067
发布时间2024-12
DOI10.1167/iovs.65.14.17

实验完整度

包含体外晶状体上皮细胞模型(TGF-β2诱导EMT、H2O2诱导氧化应激)和体内小鼠ECLE模型,验证了MFD的疗效及TGF-β/SMAD和MAPK/ERK通路机制。

主要模型

SRA01/04晶状体上皮细胞 小鼠ECLE术后PCO模型

重点核对

MFD浓度(体内50 mmol/L前房注射,体外100 µmol/L预处理) TGF-β2诱导浓度10 ng/mL,处理48小时 H2O2诱导浓度400 µmol/L,处理6小时 检测EMT标志物(α-SMA、FN、Col I、vimentin、E-cadherin) 炎症标志物(CXCL1、S100A9、COX-2、G-CSF)和氧化应激指标(MDA、GSH、ROS)

摘要

目的:炎症、氧化应激和上皮-间质转化(EMT)在后发性白内障(PCO)的形成中起关键作用,尤其是在纤维化性PCO中。本文研究了具有强效抗纤维化特性的新型化合物美氟尼酮(MFD)的保护作用,其可能有助于预防PCO。方法:我们采用小鼠囊外晶状体摘除(ECLE)手术在体内模拟PCO的发展。术后立即通过前房注射MFD溶液进行治疗。使用Western blot、qRT-PCR、免疫荧光和HE染色分析EMT和炎症标志物的表达水平。此外,监测氧化应激指标丙二醛和谷胱甘肽的表达以评估氧化应激反应。在体外实验中,使用TGF-β2和H2O2处理晶状体上皮细胞以分别诱导EMT和氧化应激模型。这些模型用于探索MFD的作用并研究其潜在机制。结果:与模型组相比,前房注射MFD组有效抑制了ECLE后囊袋内的炎症、氧化应激和纤维化反应,并在一定程度上抑制了上皮标志物E-钙黏蛋白的下调。为了进一步阐明潜在机制,我们发现体外MFD治疗显著减少炎症、降低活性氧的产生,并抑制TGF-β/SMAD和MAPK/ERK的磷酸化,从而抑制EMT的发生。结论:我们的研究结果证实MFD治疗PCO的疗效,并为其潜在作用机制提供了见解。

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
美氟尼酮能否抑制晶状体上皮细胞中的炎症、氧化应激和EMT,从而预防后发性白内障?
核心机制
MFD通过抑制TGF-β/SMAD和MAPK/ERK通路的磷酸化,抑制EMT,并减轻炎症和氧化应激。
主要证据
在体内小鼠ECLE模型中,MFD前房注射抑制炎症、氧化应激和纤维化反应,部分恢复E-cadherin;在体外SRA01/04细胞中,MFD预处理降低TGF-β2诱导的EMT标志物表达、细胞迁移和活力,减轻H2O2诱导的氧化应激和炎症。
研究意义
研究表明MFD是治疗PCO的潜在药物,为PCO治疗提供了新途径。

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

建立体内PCO模型并验证MFD的抑制作用

模拟白内障术后PCO的发生,评估MFD对EMT和纤维化的影响。

对8周龄雄性小鼠施行ECLE手术,术后立即前房注射MFD(浓度0-50 mmol/L),在不同时间点(0小时至5天)收集眼球和囊袋,通过免疫荧光、Western blot和qRT-PCR检测EMT标志物(α-SMA、FN、Col I、vimentin、E-cadherin),并用HE染色观察细胞增殖和迁移。

2

检测体内炎症和氧化应激反应

验证MFD对术后炎症和氧化应激的抑制作用。

在ECLE术后24小时收集囊袋,通过免疫荧光、Western blot和qRT-PCR检测炎症标志物(CXCL1、S100A9、COX-2、G-CSF),并检测MDA和GSH水平。

3

建立体外细胞模型并验证MFD对EMT的抑制

在细胞水平上验证MFD对TGF-β2诱导的EMT和细胞迁移的抑制作用。

使用SRA01/04细胞系,以100 µmol/L MFD预处理过夜,再用10 ng/mL TGF-β2处理48小时,通过RT-qPCR、Western blot、免疫荧光、Transwell和划痕实验检测EMT标志物表达和细胞迁移能力。

4

验证MFD对H2O2诱导的氧化应激和炎症的抑制

评估MFD对氧化应激和炎症的抑制作用。

用400 µmol/L H2O2处理SRA01/04细胞6小时,检测MDA、GSH、ROS水平及炎症标志物表达。

5

探索MFD的作用机制

探究MFD抑制EMT的分子机制。

通过Western blot检测TGF-β2诱导后SMAD2/3和ERK1/2的磷酸化水平,观察MFD处理的影响。

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
高糖DMEM培养基GibcoC11995500
胎牛血清ExCellFSP500
青霉素-链霉素BeyotimeC0222
重组人TGF-β2蛋白ProteintechHZ-1092
Trizol试剂Thermo Scientific15596018
qPCR cDNA合成预混液Yeasen11141
SYBR Green预混液Yeasen11202
细胞计数试剂盒-8ECOTOP SCIENTIFICEK-5103
脂质过氧化MDA检测试剂盒BeyotimeS0131S
活性氧检测试剂盒BeyotimeS0033S
GSH试剂盒SolarbioBC1175
24孔Transwell小室Corning3422
NcmBlot快速转膜缓冲液NCM BiotechWB4600
SDS-PAGE上样缓冲液NCM BiotechWB2001
E-钙黏蛋白抗体Cell Signaling Technology3195
SMAD 2/3抗体Cell Signaling Technology8685
纤连蛋白抗体Abcamab2413
I型胶原抗体ABclonalA1352
S100A9抗体ABclonal9842
G-CSF抗体Abcamab181053
CXCL1抗体Proteintech12335-1-AP
COX-2抗体Abcamab179800
磷酸化SMAD3抗体Abcamab52903
磷酸化SMAD2抗体Cell Signaling Technology18338
α-SMA抗体Abcamab124964
p44/42 MAPK抗体Cell Signaling Technology4695
磷酸化p44/42 MAPK抗体Cell Signaling Technology9101
波形蛋白抗体ABclonalA19608
抗兔IgG Alexa Fluor 488Cell Signaling Technology4412
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
HRP标记山羊抗小鼠IgGProteintechSA00001-1
HRP标记山羊抗兔IgGProteintechSA00001-2
TUNEL凋亡检测试剂盒UElandyT6013
共聚焦显微镜Carl Zeiss--
荧光显微镜Carl Zeiss--

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
体内ECLE模型
MFD前房注射浓度(50 mmol/L)、取材时间点(0小时至5天)
阅读提示:Materials and Methods: Animal and Extracapsular Lens Extraction; Results: Mefunidone Abated Proliferation, Migration, and EMT In Vivo; Figure legends 1-4
体外细胞培养
SRA01/04细胞来源、培养条件(20% FBS、100 U/mL青霉素-链霉素、37°C、5% CO2)、MFD处理浓度(100 µmol/L)和时间(过夜)
阅读提示:Materials and Methods: Cell Culture and Treatment
TGF-β2诱导EMT
TGF-β2浓度(10 ng/mL)和诱导时间(48小时)
阅读提示:Materials and Methods: Cell Culture and Treatment; Figure legends 7-8
H2O2诱导氧化应激
H2O2浓度(400 µmol/L)和诱导时间(6小时)
阅读提示:Materials and Methods: Cell Culture and Treatment; Figure legend 9
信号通路检测
TGF-β/SMAD和MAPK/ERK通路蛋白磷酸化水平
阅读提示:Results: Mefunidone Inhibited TGF-β2–Induced Activation of TGF-β/SMAD and MAPK/ERK Pathway; Figure legend 10