苏贝罗辛通过JAK/STAT信号通路重编程巨噬细胞并抑制滑膜炎改善类风湿关节炎

Suberosin attenuates rheumatoid arthritis by repolarizing macrophages and inhibiting synovitis via the JAK/STAT signaling pathway

作者信息Huan Liu, Qianwei Li, Yuehong Chen, Min Dong, Hongjiang Liu, Jiaqian Zhang, Leiyi Yang, Geng Yin, Qibing Xie
PMID39838477
发布时间2025-01-21
DOI10.1186/s13075-025-03481-3

实验完整度

涵盖细胞实验(RA-FLS、BMDMs)、动物模型(CIA小鼠)及网络药理学分析,并进行了通路机制验证和功能验证。

主要模型

RA-FLS(类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞) BMDMs(骨髓来源巨噬细胞) CIA小鼠模型(DBA/1小鼠)

重点核对

SBR浓度:0.1、0.5、1、5 µM(细胞实验) CIA模型:DBA/1小鼠,使用鸡II型胶原与完全弗氏佐剂乳化诱导 SBR剂量:0.5 mg/kg/d和2 mg/kg/d口服灌胃,持续21天 通路验证:JAK1抑制剂Itacitinib、STAT3抑制剂S3I-201、STAT6抑制剂AS1517499 分子靶点:JAK1(通过分子对接预测)

摘要

背景:类风湿关节炎(RA)是一种全身性疾病,主要表现为对称性小关节的慢性滑膜炎。尽管已有多种靶向药物用于RA,但这些治疗受限于不良反应,需要新的治疗方法。苏贝罗辛(SBR)是从白花丹(Plumbago zeylanica)中分离得到的化合物,该药用植物在亚洲传统上用于治疗RA,具有显著的生物活性。本研究旨在探讨SBR对RA的作用及潜在的下游通路。方法:用肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导RA来源的成纤维样滑膜细胞(RA-FLS)炎症,并在不同浓度SBR处理后,通过q-RT PCR和ELISA评估促炎介质的表达。诱导骨髓来源巨噬细胞(BMDMs)分化为M1和M2巨噬细胞,然后用不同浓度SBR处理并评估巨噬细胞极化。对胶原诱导关节炎(CIA)小鼠模型给予低剂量(0.5 mg/kg/d)和高剂量(2 mg/kg/d)SBR方案21天,评估SBR的抗关节炎作用。采用网络药理学和分子对接分析预测SBR的抗关节炎靶点。评估SBR对Janus激酶/信号转导与转录激活因子(JAK/STAT)通路的影响。结果:SBR抑制巨噬细胞向M1表型极化,同时增强其向M2表型极化。SBR降低了TNF-α诱导的RA-FLS中促炎介质的水平。机制上,SBR抑制RA-FLS和M1巨噬细胞中JAK1/STAT3信号通路的磷酸化,并促进M2巨噬细胞中JAK1/STAT6通路的磷酸化,增强M2极化。在体内,低剂量SBR的预防性治疗减少了滑膜组织中M1巨噬细胞浸润,增加了M2巨噬细胞比例,降低了血清和滑膜组织中炎症介质的表达,减轻了滑膜炎症。SBR通过巨噬细胞重编程和抑制炎症显著减轻了CIA小鼠的关节炎。结论:SBR显著降低了CIA小鼠的临床症状、关节病理损伤和炎症细胞因子表达。SBR通过JAK1/STAT3和JAK1/STAT6信号通路发挥抗关节炎作用,抑制滑膜组织炎症和M1巨噬细胞极化,同时促进M2巨噬细胞极化。因此,SBR可能成为RA治疗的有效候选药物。

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
SBR是否通过调节巨噬细胞极化和FLS炎症来改善RA,并探讨其潜在机制。
核心机制
SBR通过抑制JAK1/STAT3通路磷酸化抑制M1极化,并通过促进JAK1/STAT6通路磷酸化促进M2极化,同时抑制RA-FLS炎症。
主要证据
体外实验显示SBR抑制RA-FLS炎症因子和MMPs表达,并调节BMDMs极化;体内实验显示SBR降低CIA小鼠关节炎评分、病理损伤和炎症因子水平,减少M1巨噬细胞浸润。
研究意义
SBR可能成为RA治疗的有效候选药物,为RA治疗提供新策略。

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

评估SBR对RA-FLS炎症的影响

验证SBR是否能抑制TNF-α诱导的RA-FLS炎症反应。

用不同浓度SBR处理TNF-α刺激的RA-FLS,检测炎症因子和MMPs表达。

2

评估SBR对巨噬细胞极化的影响

探讨SBR对BMDMs向M1和M2极化方向的调控作用。

用SBR处理极化的巨噬细胞,检测M1/M2标记物和细胞因子表达。

3

评估SBR对CIA小鼠的治疗作用

验证SBR在体内是否缓解关节炎症状。

对CIA小鼠进行SBR灌胃给药,评估关节炎指数、组织病理和细胞因子水平。

4

预测SBR的靶点并验证JAK/STAT通路

预测SBR治疗RA的潜在靶点,并验证JAK/STAT通路参与机制。

通过网络药理学预测靶点,分子对接验证JAK1结合,Western blot检测JAK/STAT蛋白磷酸化。

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
苏贝罗辛Shanghai Haoyuan ChemExpress Co. Ltd.581-31-7
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素HyClone--
RPMI 1640培养基Gibco--
IV型胶原酶Sigma-Aldrich--
脂多糖Sigma-Aldrich--
重组小鼠IL-4PeproTech--
干扰素-γPeproTech--
重组小鼠M-CSFBioLegend--
重组人TNF-αSino Biological--
CCK8试剂GlpBio--
依他替尼SelleckChem--
STAT3抑制剂(S3I-201)SelleckChem--
STAT6抑制剂(AS1517499)SelleckChem--
鸡II型胶原Chondrex--
完全弗氏佐剂Chondrex--
EDTA----
H&E染色试剂盒Servicebio--
Tris-EDTA缓冲液Servicebio--
山羊血清Servicebio--
抗F4/80抗体Abcamab6640
抗iNOS抗体AffinityAF0199
抗CD206抗体AffinityDF4149
DAPIAbcam--
TNF-α、IL-1β、IL-6、MMP-3 ELISA试剂盒Ruixinbio--
人ELISA试剂盒(IL-1β、IL-6、MMP-3)Multi Sciences--
小鼠ELISA试剂盒(TNF-α、IL-6、IL-10)Multi Sciences--
RIPA裂解液Solabio--
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物MCE--
低温组织研磨仪Servicebio--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
上样缓冲液Beyotime--
PVDF膜----
快速封闭液EpiZyme Biotech--
抗JAK1抗体Proteintech66466-1-Ig
抗p-JAK1抗体Cell Signaling Technology3331
抗STAT3抗体Proteintech60199-1-Ig
抗p-STAT3抗体Cell Signaling Technology9145T
抗STAT6抗体Cell Signaling Technology5397S
抗p-STAT6抗体Cell Signaling Technology9361T
抗GAPDH抗体HuabioET1601-4
增强化学发光底物Abbkine--
Image Lab成像系统Bio-Rad Laboratories--
RaPure总RNA提取试剂盒Magen--
TRIzol试剂Invitrogen--
5× All-In-One反转录预混液Applied Biological Materials--
2× qPCR预混液Applied Biological Materials--
CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad Laboratories--
F4/80-PE抗体BD Pharmingen565410
CD11b-FITC抗体BioLegend101206
CD80-BV711抗体BioLegend104743
CD206-APC抗体BioLegend141707

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
细胞实验(RA-FLS)
RA-FLS来源(患者或细胞系)、SBR浓度(0.1-5 µM)、TNF-α刺激浓度(25 ng/mL)、处理时间(24 h)
阅读提示:Methods: Isolation and cultivation of FLS, Drug treatment, Results legend 1
巨噬细胞极化
BMDM来源(C57BL/6J小鼠)、分化因子(M-CSF 20 ng/mL)、M1诱导条件(LPS 250 ng/mL + IFN-γ 25 ng/mL)、M2诱导条件(IL-4 20 ng/mL)、SBR浓度(0.1和1 µM)
阅读提示:Methods: Polarization of BMDMs, Results legend 2
动物实验(CIA模型)
小鼠品系(DBA/1,8周龄雄性)、免疫方案(鸡II型胶原+CFA,第0天初次免疫,第21天加强)、SBR剂量(0.5和2 mg/kg/d)、给药方式(口服灌胃)、给药时间(从第21天开始,持续21天)、评估指标(关节炎评分、组织学评分)
阅读提示:Methods: Inducing and evaluating CIA, Results legend 3
通路验证
JAK1抑制剂Itacitinib浓度(20 µM)、STAT3抑制剂S3I-201浓度(100 µM)、STAT6抑制剂AS1517499浓度(10 µM)、Western blot抗体信息
阅读提示:Methods: Drug treatment, Western blot, Results legend 5-6