氟芬那酸通过AMPK-TRPML1-钙调磷酸酶信号通路抑制缺血皮瓣中的细胞焦亡

Flufenamic acid inhibits pyroptosis in ischemic flaps via the AMPK-TRPML1-Calcineurin signaling pathway

作者信息Liang Chen, Ningning Yang, Kongbin Chen, Yingying Huang, Xian Liu, Gaoxiang Yu, Fulin Wang, Yong Gou, Yi Wang, Xiaolang Lu, Yuqi Wang, Lipeng Zhu, Weiyang Gao, Jian Ding
PMID40655077
发布时间2025-02-17
DOI10.1093/burnst/tkaf007

实验完整度

包含小鼠缺血皮瓣模型、细胞实验(HUVECs)、分子对接与SPR等体外验证,并通过AAV-shTFE3及多种抑制剂进行功能验证和机制验证。

主要模型

小鼠缺血皮瓣模型(C57BL/6J小鼠,McFarlane皮瓣) 人脐静脉内皮细胞(HUVECs)

重点核对

FFA给药剂量:12 mg/kg/天,腹腔注射 动物模型:雄性C57BL/6J小鼠,6-8周龄,体重20-30 g TFE3敲低:AAV-TFE3 shRNA尾静脉注射 信号通路抑制剂:CC(AMPK抑制剂)、ML-SI1(TRPML1抑制剂)、他克莫司(钙调磷酸酶抑制剂) 检测时间点:术后第7天评估皮瓣存活率与血流

摘要

背景 缺血性损伤是远端皮瓣坏死的主要原因。先前研究表明,氟芬那酸(FFA)可以减少炎症、降低氧化应激(OS)并促进血管生成,提示其在保护皮瓣免受缺血损伤方面具有潜在作用。本研究探讨了FFA增强缺血皮瓣存活的作用及机制。 方法 使用激光多普勒血流仪(LDBF)和存活率评估缺血皮瓣的活力。通过蛋白质印迹法(WB)、免疫荧光、分子对接、细胞热位移分析(CETSA)和表面等离子体共振检测焦亡、氧化应激、转录因子E3(TFE3)诱导的自噬以及AMPK-TRPML1-钙调磷酸酶通路相关成分的水平。 结果 研究结果表明,FFA显著增强缺血皮瓣的活力。FFA引起的皮瓣存活改善可归因于自噬增加、氧化应激减轻和焦亡抑制。值得注意的是,自噬流的促进和抗氧化应激能力的增强有助于抑制这些皮瓣中的细胞焦亡。FFA激活TFE3促进自噬并减少氧化损伤。当使用腺相关病毒(AAV)-TFE3shRNA降低TFE3水平时,FFA的治疗效果被抵消。此外,FFA通过AMPK-TRPML1-钙调磷酸酶通路调节TFE3活性。 结论 FFA通过激活AMPK-TRPML1-钙调磷酸酶-TFE3信号通路诱导自噬和抑制氧化应激,从而促进缺血皮瓣存活。这些发现可能具有治疗意义。 关键词:FFA,TFE3,自噬,氧化应激,缺血皮瓣

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
氟芬那酸(FFA)能否增强缺血皮瓣的存活,其潜在分子机制是什么?
核心机制
FFA通过结合并激活AMPK,进而激活TRPML1-钙调磷酸酶通路,促进TFE3核转位,上调自噬和抗氧化酶(如SOD1、HO1、eNOS)的表达,降低ROS水平,从而抑制细胞焦亡,提高皮瓣存活。
主要证据
在小鼠缺血皮瓣模型中,FFA处理提高皮瓣存活率、增加血流、促进血管生成、减少氧化应激和焦亡相关蛋白表达;TFE3敲低或抑制AMPK/TRPML1/钙调磷酸酶逆转了FFA的保护作用。SPR和CETSA证实FFA直接结合AMPK。
研究意义
研究提示FFA可能作为治疗缺血皮瓣的潜在药物,但其临床应用仍需进一步研究其副作用及对其他组织缺血的治疗效果。

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

建立缺血皮瓣模型及剂量-效应评估

确定FFA的最佳治疗剂量并建立缺血皮瓣损伤模型。

在雄性C57BL/6J小鼠背部制作1.5×4.5 cm²的McFarlane皮瓣模型,术后给予不同剂量FFA(0, 3, 6, 12, 24, 48 mg/kg/天)处理7天,评估皮瓣存活率。

2

评估FFA对皮瓣存活和血管生成的影响

验证FFA是否改善缺血皮瓣的存活和血供。

术后第7天,通过LDBF检测血流,计算皮瓣存活面积,并通过HE染色、CD31/EMCN免疫荧光、F-CHP染色评估血管密度和胶原降解。

3

检测焦亡相关蛋白表达

明确FFA是否抑制缺血皮瓣中的细胞焦亡。

通过免疫荧光和Western blot检测焦亡相关蛋白(NLRP3、ASC、Caspase-1、GSDMD-N、IL-1β、IL-18)的表达水平。

4

评估氧化应激和活性氧水平

探究FFA是否通过降低氧化应激来抑制细胞焦亡。

使用DHE染色检测ROS水平,并通过Western blot检测抗氧化酶SOD1、HO1、eNOS的表达。使用SOD1抑制剂ATN-224验证ROS在FFA作用中的部分作用。

5

评估自噬水平及自噬抑制剂的影响

验证FFA是否通过诱导自噬来保护缺血皮瓣。

通过免疫荧光和Western blot检测自噬相关蛋白LC3、Beclin1、VPS34、CTSD、p62,并使用自噬抑制剂3MA阻断自噬,观察对皮瓣存活和焦亡的影响。

6

验证TFE3核转位及功能

确定FFA是否通过上调TFE3核水平来促进自噬和减少氧化应激。

使用AAV-TFE3 shRNA敲低TFE3表达,检测TFE3在细胞质和核内的蛋白水平,以及自噬、氧化应激和焦亡相关蛋白的变化。

7

验证FFA与AMPK的直接结合

证明FFA直接结合AMPK,为上游机制提供依据。

通过分子对接预测FFA与AMPK的结合模式,并通过CETSA和SPR实验验证FFA对AMPK热稳定性和结合动力学的影响。

8

验证AMPK-TRPML1-钙调磷酸酶通路参与

证实FFA通过AMPK-TRPML1-钙调磷酸酶通路调节TFE3活性。

使用AMPK抑制剂CC、TRPML1抑制剂ML-SI1、钙调磷酸酶抑制剂他克莫司,检测通路蛋白(p-AMPK、p-mTOR、TRPML1、钙调磷酸酶)和TFE3核水平的变化,并评估对皮瓣存活的影响。

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
4-0非吸收性丝线----
氟芬那酸MCEHY-B1221
3-甲基腺嘌呤Sigma-AldrichM9281
化合物CMed Chem Express866405-64-3
ML-SI1MCEHY-134818
他克莫司MCEHY-13756
ATN-224Med Chem ExpressHY-16074
抗TFE3抗体Sigma-AldrichHPA023881
抗EMCN抗体Proteintechab106100
抗Caspase-1抗体Abcam22915-1-AP
抗LC3抗体Cell Signaling Technology3868
抗CD31抗体ServicebioGB12063
DAPIAbcamab104139
山羊抗兔IgG H&L (Alexa Fluor 594)Abcamab150113
山羊抗兔IgG H&L (Alexa Fluor 488)Abcamab150080
二氢乙锭----
5-FAM标记的胶原杂交肽3HelixFLU300, FLU60
RIPA裂解液Beyotime--
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
PVDF膜Millipore--
抗AMPK抗体Cell Signaling Technology--
抗p-AMPK抗体Cell Signaling Technology--
抗mTOR抗体Cell Signaling Technology--
抗p-mTOR抗体Cell Signaling Technology--
抗Beclin1抗体Cell Signaling Technology--
抗eNOS抗体Cell Signaling Technology--
抗LC3抗体Cell Signaling Technology--
抗NLRP3抗体Cell Signaling Technology--
抗p-TFE3抗体Cell Signaling Technology--
抗GAPDH抗体Proteintech--
抗Caspase-1抗体Proteintech22915-1-AP
抗组织蛋白酶D抗体Proteintech--
抗HO-1抗体Proteintech--
抗组蛋白H3抗体Proteintech--
抗SOD1抗体Proteintech--
抗VEGFA抗体Abcam--
抗SQSTM1/p62抗体Abcam--
抗TRPML1抗体Abcam--
抗钙调磷酸酶抗体ABclonal--
抗IL-1β抗体ABclonal--
抗GSDMD-N抗体Affinity Biosciences--
抗IL-18抗体Affinity Biosciences--
抗TFE3抗体Sigma-AldrichHPA023881
抗VE-钙粘蛋白抗体HuaBio--
抗MMP9抗体HuaBio--
HRP标记的IgG二抗Bioworld Technology--
Omni-ECL Femto轻度化学发光试剂盒Epizyme Biomedical Technology--
ChemiDoc XRS+成像系统Bio-Rad--
AutoDock Vina----
PyMOL----
DMEM培养基GibcoC11995500BT
胎牛血清Gibco10099141C
青霉素-链霉素Gibco1719675
PCR仪----
Biacore 8KGE Healthcare--
传感芯片GE Healthcare--
二甲基亚砜CytivaBR100672
TUNEL检测试剂盒Millipore Sigma--
碘化丙啶Servicebio--
NE-PER核和细胞质提取试剂Thermo Fisher Scientific78835
AAV-TFE3 shRNAGeneChem--

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
缺血皮瓣模型构建
小鼠品系、性别、年龄、体重;麻醉方式;皮瓣尺寸;术后处理
阅读提示:Methods: Ischemic flaps model
药物处理
FFA剂量、给药方式、给药时间;抑制剂(ATN-224、3MA、CC、ML-SI1、Tacrolimus)剂量、给药顺序
阅读提示:Methods: Animal treatment
皮瓣存活率评估
评估时间点、方法、计算公式
阅读提示:Methods: Determination of flaps survival area
免疫荧光检测
抗体信息、稀释比例、孵育条件、拍照和分析软件
阅读提示:Methods: Immunofluorescence staining; IF quantification
Western blot
组织样本量、裂解缓冲液、蛋白上样量、一抗信息、二抗信息、检测试剂和设备
阅读提示:Methods: WB
分子结合验证
分子对接的PDB ID、软件;CETSA的实验条件(细胞、温度);SPR的固定蛋白、浓度、Kd值
阅读提示:Methods: Molecular docking study; Cellular thermal shift assay; Surface plasmon resonance