6-姜烯酚通过激活HIF-1α调节炎症反应和内质网应激减轻内毒素诱导的葡萄膜炎

6-Shogaol Alleviates Endotoxin-Induced Uveitis via Activation of HIF-1α to Regulate Inflammatory Responses and Endoplasmic Reticulum Stress

作者信息Wendan Yi, Haiyue Wang, Sijie Liu, Jingjing Zhang, Yiqing Ji, Haowen Wang, Xintong Zhao, Jiajun Chen, Wenjuan Luo
PMID40662891
发布时间2025-07-01
DOI10.1167/iovs.66.9.43

实验完整度

研究包含EIU小鼠模型和LPS诱导的BV2细胞炎症模型两个独立证据层级,并结合RNA-seq、网络药理学、HIF-1α敲低等功能验证和机制验证。

主要模型

EIU小鼠模型 LPS诱导的BV2小胶质细胞炎症模型

重点核对

6-S的给药剂量:30 mg/kg,腹腔注射 细胞实验中6-S的预处理浓度:3、9或18 μM LPS刺激浓度:1 μg/mL HIF-1α siRNA敲低实验

摘要

目的:6-姜烯酚(6-S)已在多种疾病模型中显示出抗炎作用;然而,其在葡萄膜炎中的作用尚未被研究。本研究旨在探讨6-S在急性葡萄膜炎中的治疗机制。方法:建立内毒素诱导的葡萄膜炎(EIU)小鼠模型,以评估6-S对葡萄膜炎的治疗潜力。通过眼前节评估、临床评分和病理染色评价疾病严重程度。RNA测序(RNA-seq)和网络药理学探索潜在的分子机制。在体外,用脂多糖刺激BV2细胞。检测眼球和细胞中促炎细胞因子、内质网应激标志物和缺氧诱导因子1-α(HIF-1α)的mRNA和蛋白水平。使用透射电子显微镜和Ca2+水平评估内质网损伤。通过HIF-1α siRNA检测6-S对HIF-1α的靶向作用。结果:6-S减轻了小鼠EIU。RNA-seq表明炎症通路是6-S治疗的潜在机制。进一步的结果显示,6-S在体内和体外抑制了促炎细胞因子的表达。网络药理学揭示6-S的作用可能与内质网有关。6-S下调了GRP78、ATF4和CHOP的表达;抑制了PERK和IRE1α的磷酸化;并减轻了内质网肿胀和细胞Ca2+超载。此外,6-S在体内和体外上调了HIF-1α的表达。抑制HIF-1α在很大程度上消除了6-S的抗炎和缓解内质网应激的特性。结论:6-S通过调节HIF-1α的表达减轻内质网应激和炎症反应,从而改善EIU的预后。

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
6-姜烯酚是否对急性葡萄膜炎具有治疗作用及其潜在机制。
核心机制
6-姜烯酚通过上调HIF-1α表达,抑制内质网应激和炎症反应,从而改善内毒素诱导的葡萄膜炎。
主要证据
EIU小鼠模型和LPS诱导的BV2细胞炎症模型显示,6-S可降低促炎细胞因子、缓解内质网应激;敲低HIF-1α后这些保护作用被消除。
研究意义
该研究为急性葡萄膜炎的发病机制提供了新视角,并提示6-姜烯酚可能是治疗急性葡萄膜炎的一种有前景的策略。

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

EIU小鼠模型建立与6-S治疗

评估6-S对EIU小鼠的治疗效果

使用雌性C57BL/6小鼠建立EIU模型,腹腔注射6-S(30 mg/kg)、DEX(1 mg/kg)或对照,然后皮下注射LPS诱导EIU,24小时后进行临床评分、病理染色和炎症因子检测。

2

RNA测序分析转录组变化

揭示6-S治疗EIU的潜在分子机制。

取对照组、EIU组和EIU+6-S组小鼠的葡萄膜和视网膜进行RNA-seq,分析差异表达基因,并进行GO和KEGG富集分析。

3

体外细胞炎症模型建立及6-S作用评估

探讨6-S对LPS诱导的BV2细胞炎症和氧化应激的影响。

使用LPS刺激BV2细胞,并给予不同浓度6-S预处理,检测细胞活力、炎症因子、ROS和NO水平。

4

内质网应激评估

检测6-S对EIU小鼠和LPS刺激的BV2细胞内质网应激的影响。

在体内和体外模型中,通过RT-qPCR和Western blot检测内质网应激标志物(GRP78、ATF4、CHOP)及PERK和IRE1α磷酸化水平,使用透射电镜观察内质网形态,通过Fluo-4 AM探针检测细胞内Ca2+浓度。

5

HIF-1α靶向验证

验证HIF-1α是否为6-S的作用靶点。

检测6-S对HIF-1α表达的影响,并使用HIF-1α siRNA敲低HIF-1α,观察6-S的抗炎和抗内质网应激作用是否被消除。

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
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
二甲基亚砜----
脂多糖Sigma-Aldrich--
6-姜烯酚TargetMol--
毒胡萝卜素----
BV2细胞Procell Life Science & Technology--
C57BL/6小鼠Peng Yue--
地塞米松----
IBa-1抗体HuaBioET1705-78
Alexa Fluor 488标记的山羊抗兔IgGElabscience--
DAPISolarbio--
CCK-8试剂盒MedChemExpress--
RNeasy分离试剂Vazyme--
SYBR Green qPCR预混液Biosharp--
RIPA裂解液Solarbio--
抗兔或抗鼠IgGAffinity Biosciences--
增强化学发光底物Affinity Biosciences--
β-actin抗体Affinity BiosciencesAF7018
GRP78抗体HuaBioM1506-2
ATF4抗体Proteintech60035-1-IG
CHOP抗体HuaBioET1703-05
HIF-1α抗体HuaBioHA722778
PERK抗体HuaBioER64553
p-PERK抗体Proteintech29546-1-AP
IRE1α抗体HuaBioHA723225
p-IRE1α抗体ABclonalAP1442
ELISA试剂盒BioLegend--
HIF-1α小干扰RNAGenePharma--
阴性对照siRNAGenePharma--
CALNPTM RNAi体外转染试剂盒DNano--
Fluo-4 AM探针Beyotime--
2',7'-二氯荧光素二乙酸酯探针Beyotime--
NO检测试剂盒Beyotime--
透射电子显微镜JEOL--

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
EIU模型建立及药物处理
小鼠品系、性别、周龄、来源;6-S剂量(30 mg/kg)和给药途径(腹腔注射);LPS诱导剂量(1 mg/mL,100 μL皮下注射双侧大腿);DEX阳性对照剂量(1 mg/kg);处理时间(24小时)
阅读提示:Materials and Methods: Establishment of EIU Model and 6-S Treatment
细胞培养与刺激
BV2细胞来源;培养条件(DMEM+10%FBS+1%青霉素/链霉素,5% CO2,37°C);6-S预处理浓度(3、9、18 μM)和时间(2小时);LPS刺激浓度(1 μg/mL)和持续时间(24小时);Tg浓度(0.1 μg/mL)
阅读提示:Materials and Methods: Cell Culture and Stimulation
RNA-seq分析
样本组织(葡萄膜和视网膜);差异基因筛选阈值(校正P≤0.05且|log2FC|≥1);富集分析阈值(P<0.05且FDR<0.25)
阅读提示:Materials and Methods: RNA Sequencing
内质网应激检测
检测指标(GRP78、ATF4、CHOP、p-PERK、p-IRE1α);检测方法(RT-qPCR, Western blot);透射电镜观察内质网形态;Ca2+浓度检测(Fluo-4 AM探针)
阅读提示:Materials and Methods: Real-Time Quantitative PCR, Western Blot, Ca2+ Concentration Assay, Transmission Electron Microscopy
HIF-1α敲低实验
siRNA序列(siHIF-1α)及阴性对照(siNC);转染试剂(CALNPTM RNAi体外转染试剂盒);转染时间(24小时);之后是否用LPS和6-S处理
阅读提示:Materials and Methods: Transient Transfection With siRNA