KGF-2通过调控HMGB1/TLR4通路减轻干眼病

KGF-2 Alleviates Dry Eye Disease by Regulating the HMGB1/TLR4 Pathway

作者信息Yuzhou Wang, Zhiqiang Xu, Linzhi Wei, Yang Lu, Yizhou Shi, Shiyu Wen, Xiujuan Lv, Kaiyan Huang, Fan Lu, Jia Qu, Liang Hu
PMID40227178
发布时间2025-04-01
DOI10.1167/iovs.66.4.28

实验完整度

高

包含体外细胞模型(HCECs、RAW264.7)、体内小鼠模型、RNA-seq机制分析及敲低和抑制剂验证,功能验证和机制验证兼备。

主要模型

高渗诱导的人角膜上皮细胞(HCECs) LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞 东莨菪碱联合智能环境系统诱导的干眼小鼠模型

重点核对

KGF-2浓度:细胞实验使用125 μg/mL KGF-2处理时间:HCECs预处理2小时,RAW264.7预处理16小时 高渗刺激:HCECs用NaCl调整至500 mOsm LPS刺激:RAW264.7细胞用1 μg/mL LPS 体内DED模型建立:东莨菪碱注射和智能环境系统诱导5天

摘要

目的:本研究旨在探讨角质细胞生长因子-2(KGF-2)在干眼病(DED)中的保护作用,并通过调控HMGB1/TLR4通路阐明其作用机制。方法:通过刺激高渗人角膜上皮细胞(HCECs)和脂多糖刺激RAW 264.7细胞建立两种体外模型。使用东莨菪碱和智能控制系统建立DED小鼠模型。KGF-2治疗后,评估DED小鼠的症状。使用Western blotting和定量逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR)检测炎症因子的变化。使用RNA测序(RNA-seq)鉴定KGF-2治疗涉及的关键因子,随后通过体内和体外敲低相关因子进行验证。结果:KGF-2治疗通过增加泪液分泌和改善荧光素染色评分显著缓解了小鼠模型中的DED。此外,在体外和体内模型中,炎症因子水平均有效降低。批量RNA-seq分析提示KGF-2通过调控HMGB1/TLR4通路发挥其作用。此外,KGF-2治疗抑制了DED模型中HMGB1的上调和核转位,从而抑制了与HMGB1/TLR4通路相关的炎症因子水平。在HCECs中敲低HMGB1和在DED小鼠中甘草酸治疗表现出与KGF-2相似的治疗效果。结论:KGF-2通过调节HMGB1/TLR4通路在体内和体外DED模型中显示出保护作用。这些发现表明其作为DED治疗药物的潜力,值得进一步的临床研究。

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
KGF-2是否通过调控HMGB1/TLR4通路减轻干眼病?
核心机制
KGF-2通过抑制HMGB1的表达和核转位,下调HMGB1/TLR4通路,从而减轻炎症。
主要证据
KGF-2治疗在体内外模型中降低HMGB1、TLR4及下游炎症因子(NLRP3、IL-1β等)水平;RNA-seq显示TLR4通路显著下调;敲低HMGB1或GLY抑制HMGB1后产生类似治疗效果。
研究意义
KGF-2可能成为治疗干眼病的新型候选药物,为进一步临床研究提供了依据。

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

体外模型建立与KGF-2处理

验证KGF-2在体外炎症模型中的抗炎效果

用高渗(500 mOsm)诱导HCECs和LPS(1 μg/mL)诱导RAW264.7细胞,预处理KGF-2后检测炎症因子、ROS和凋亡。

2

体内DED小鼠模型建立与KGF-2治疗

评估KGF-2对DED小鼠眼部症状和炎症的影响

使用东莨菪碱注射和智能环境系统诱导DED模型,局部滴用KGF-2(2 μL/眼,每日3次,共5天)后,检测泪液分泌、角膜荧光素染色、TUNEL凋亡、炎症因子表达。

3

RNA-seq机制分析

探索KGF-2治疗DED的潜在分子通路

对DED组和KGF-2组角膜组织进行RNA-seq,分析差异表达基因、GO富集和GSEA,重点关注PRR通路。

4

HMGB1功能验证

验证HMGB1在KGF-2抗炎机制中的作用

在HCECs中敲低HMGB1(siRNA),在DED小鼠中使用HMGB1抑制剂GLY,观察对TLR4及下游炎症因子的影响。

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
重组人角质细胞生长因子-2China Gene Medicine Valley--
DMEM培养基Gibco--
抗HMGB1抗体Abcamab79823
抗TLR4抗体Abcamab13556
抗NLRP3抗体Abcamab263899
抗IL-1β抗体Abcamab254360
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-lg
抗FGFR2b抗体Proteintech13042-1-AP
抗KGF-2抗体Proteintech29749-1-AP
抗β-肌动蛋白抗体Proteintech66009-1-Ig
抗α-微管蛋白抗体Proteintech10094-1-AP
抗F4/80抗体Cell Signaling Technology71299
IL-6 ELISA试剂盒R&D SystemsDY406
TNF-α ELISA试剂盒R&D SystemsDY410
RNeasy Plus Mini试剂盒Qiagen--
HiScript III RT SuperMix试剂盒Vazyme Biotech Co., Ltd.--
ChamQ Universal SYBR qPCR预混液Vazyme--
定量逆转录PCR引物Tsingke Biotech--
DCFH-DA试剂盒Beyotime Biotechnology--
CCK-8试剂盒Beyotime Biotechnology--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Biotechnology--
Griess反应检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
RIPA裂解液Beyotime Biotechnology--
5×上样缓冲液Beyotime Biotechnology--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Vazyme--
TUNEL试剂盒Roche--
荧光素钠----
酚红棉线----
NanoDrop分光光度计Thermo Fisher Scientific--
2100生物分析仪Agilent--
Illumina NovaSeq 6000测序平台Illumina--
BD Accuri C6 Plus流式细胞仪BD Bioscience--
LSM880共聚焦显微镜(配Airyscan)Zeiss--
Leica DM750显微镜Leica--
Leica DMi8荧光显微镜Leica--
ABI Q6实时荧光定量PCR系统Life Technologies--
甘草酸MCE--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
HMGB1 siRNAGenePharma--
ImageJ软件----
R软件----
GraphPad Prism 9.5----

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
体外细胞模型建立与处理
KGF-2浓度(125 μg/mL)、预处理时间(HCECs 2小时,RAW264.7 16小时)、高渗刺激(500 mOsm)、LPS浓度(1 μg/mL)、处理时间(24小时或8小时)
阅读提示:Materials and Methods: Reagents, Cell Culture and Establishment of In Vitro Hyperosmolarity and Inflammation Models, In Vitro Cytotoxicity Test, Results: KGF-2 Inhibited the Upregulation...
体内DED模型建立与治疗
小鼠品系、性别、年龄、体重、模型建立方法(东莨菪碱注射和智能环境系统)、分组、KGF-2剂量(125 μg/mL)、给药方式(滴眼)、剂量(2 μL/眼)、频率(每日3次)、时间(5天)
阅读提示:Materials and Methods: Experimental Animals, Establishment of the Experimental DED Mice Model
HMGB1功能验证
siRNA序列、转染试剂(Lipofectamine 3000)、敲低验证时间(48小时)、GLY浓度(2 μg/μL)、给药体积(5 μL)、给药方式(滴眼)、处理时间(5天)
阅读提示:Materials and Methods: HMGB1 Expression Inhibition
RNA-seq分析
样本组(DED和DED+KGF-2)、每组样本数(n=3)、测序平台(NovaSeq 6000)、参考基因组(GRCm38)、差异表达阈值(校正P<0.05,|log2FC|>1)
阅读提示:Materials and Methods: RNA-Sequencing, Results: Bulk RNA-Seq Suggests...