佛瑞林通过促进p65的选择性自噬降解减轻胶原酶诱导的小鼠肌腱病发病机制

Friedelin Alleviates the Pathogenesis of Collagenase-Induced Tendinopathy in Mice by Promoting the Selective Autophagic Degradation of p65

作者信息Huaji Jiang, Xuemei Lin, Wei Liang, Yiqiang Li, Xiao Yu
PMID35458235
期刊Nutrients
发布时间2022-04-18
DOI10.3390/nu14081673

实验完整度

高

文献包含体内动物模型(CIT小鼠)、体外细胞实验(原代肌腱细胞、HEK293T)及分子机制验证(IP、泛素化、自噬降解),涉及功能验证和机制验证。

主要模型

胶原酶诱导的肌腱病小鼠模型 原代小鼠跟腱肌腱细胞 HEK293T细胞系

重点核对

动物模型:8周龄C57BL/6小鼠,右跟腱局部注射20μL 1% I型胶原酶诱导肌腱病,1周后治疗组局部注射40μM FR(20μL),4周后取材 细胞处理:原代肌腱细胞用IL-1β(10 ng/mL)刺激,FR浓度0-40μM预处理3小时,共培养24小时 关键抑制剂:MG132(10μM)抑制蛋白酶体,3-MA(10mM)和CQ(50μM)抑制自噬溶酶体/溶酶体,MLN7243(5μM)抑制泛素化 关键基因敲除/敲低:p62、RNF182、ING4、PPARγ siRNA,以及Beclin1、ATG5、p62敲除的HEK293T细胞

摘要

随着人口老龄化的发展,肌腱病已成为老年人常见的肌肉骨骼疾病,复发率高且无根治性治疗方法。NF-κB信号介导的炎症在肌腱衰老和变性中起重要作用。佛瑞林(FR)是一种来源于绿色植物的三萜类化合物,具有镇痛、抗炎、抗氧化和抗肿瘤等多种药理功能。然而,FR在肌腱病中的作用和机制尚不清楚。本研究发现,FR改善了跟腱的机械强度,恢复了胶原纤维的有序排列,减少了炎症细胞浸润,并促进了肌腱生成,从而阻断了肌腱病的进展。机制上,FR通过增强p62与p65之间的相互作用,促进p65的自噬降解,有效抑制NF-κB通路的激活,从而减轻肌腱细胞的炎症反应。此外,FR招募E3泛素酶RNF182增加p65的K48连接泛素化,并促进p62介导的自噬降解。此外,阻断泛素化可逆转FR对p65的降解。因此,这些发现确定了FR抗炎作用的新药理机制,并为治疗肌腱病提供了新的候选药物。

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
佛瑞林(FR)是否能够减轻胶原酶诱导的肌腱病,其潜在机制是什么?
核心机制
FR通过招募E3泛素酶RNF182,增加p65的K48连接泛素化,增强p65与p62的相互作用,促进p65的选择性自噬降解,从而抑制NF-κB通路,减轻肌腱细胞炎症,缓解肌腱病进展。
主要证据
在CIT小鼠模型中,FR改善跟腱生物力学性能、组织学结构和胶原纤维排列,减少F4/80+巨噬细胞浸润和IL-6表达;体外实验中,FR抑制IL-1β诱导的炎症因子表达,并通过自噬溶酶体途径降解p65,涉及p62和RNF182的相互作用。
研究意义
FR是一种有前景的治疗肌腱病和炎症相关疾病的新型候选药物,为靶向p65降解治疗肌腱病提供了理论基础;未来需临床试验验证其安全性和有效性。

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

体内药效验证

验证FR对肌腱病进展的缓解作用

建立胶原酶诱导的肌腱病小鼠模型,局部注射FR,通过生物力学测试、HE染色、Masson染色和qRT-PCR评估跟腱形态、力学性能和肌腱生成因子表达。

2

炎症反应评估

检测FR对肌腱病中炎症细胞浸润和炎症因子表达的影响

通过qRT-PCR检测Il-1b、Il-6、Tnfa的mRNA水平;免疫荧光检测F4/80+巨噬细胞和IL-6蛋白表达。

3

体外抗炎效应验证

验证FR在肌腱细胞中对炎症刺激的抑制作用

原代肌腱细胞用IL-1β、LPS或TNF-α刺激,FR预处理,检测炎症因子表达和NF-κB通路蛋白。

4

分子机制解析

明确FR促进p65降解的途径及参与的蛋白

通过CHX追踪实验、自噬抑制剂(3-MA、CQ)和蛋白酶体抑制剂(MG132)处理,及Beclin1、ATG5敲除细胞验证自噬依赖性;通过IP和泛素化实验检测p62相互作用和K48连接泛素化。

5

E3连接酶筛选

鉴定FR介导p65 K48泛素化的E3泛素连接酶

通过siRNA敲低RNF182、ING4、PPARγ,检测FR对p65降解的影响;通过IP检测RNF182与p65的相互作用。

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
I型胶原酶Wako031-17601
佛瑞林MedChemExpressHY-N4110
Masson三色染色试剂盒SolarbioG1340
TRIzol试剂BeyotimeR0016
胎牛血清Sigma-Aldrich12103C
青霉素/链霉素Gibco15140122
两性霉素BGibco15290026
胰蛋白酶消化GibcoR001100
CCK-8试剂盒BeyotimeC0037
Lipofectamine 2000转染试剂ThermoFisher11668019
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen13778150
Protein G磁珠GenScriptL00209
脂多糖Sigma-AldrichL2630
重组IL-1βAbcamab9723
重组TNF-αBiovision1051-1000
MG-132蛋白酶体抑制剂Sigma-AldrichC-2211
氯喹Glpbio1954/5/7
3-甲基腺嘌呤Sigma-Aldrich5142-23-4
MLN7243泛素化抑制剂Sigma-AldrichHY-100487
二甲基亚砜Sigma-AldrichD2650
增强化学发光试剂盒Cell Signaling Technology12630
抗F4/80抗体ABclonalA18637
抗IL-6抗体Cell Signaling Technology12912
抗p-IKK抗体Cell Signaling Technology2697
抗IκBα抗体Cell Signaling Technology4814
抗p-p65抗体Cell Signaling Technology3039
抗p65抗体Santa Cruz Biotechnologysc-8008
抗Actin抗体ABclonalAC026
抗Flag琼脂糖凝胶Sigma-AldrichA2220
HRP标记抗Flag (M2)抗体Sigma-AldrichA8592
抗HA抗体Roche Applied Science12013819001
抗Beclin1抗体Cell Signaling Technology3738
抗ATG5抗体Cell Signaling Technology12994
抗p62抗体Santa Cruz Biotechnologysc-48402
抗泛素抗体Santa Cruz Biotechnologysc-8017
抗K48泛素抗体ABclonalA3606
抗RNF182抗体Novus BiologicalsNBP1-82707
抗ING4抗体ABclonalA5833
抗PPARγ抗体ABclonalA11183
山羊抗兔IgG (H&L)二抗Beijing Ray Antibody BiotechRM3002
山羊抗小鼠IgG (H&L)二抗Beijing Ray Antibody BiotechRM3001
山羊抗兔IgG (H&L) Alexa Fluor 488荧光二抗ImmunowayRS23220
山羊抗兔IgG (H&L) Alexa Fluor 594荧光二抗ImmunowayRS23420
抗IL-1β ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-M0037c
抗IL-6 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-M0044c
抗TNF-α ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-M1084c

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
动物模型建立与给药
小鼠品系、周龄、性别;胶原酶注射剂量与途径;FR剂量、途径和治疗时间;对照组设置
阅读提示:Methods 2.2 Animals and Treatment
原代肌腱细胞分离与培养
细胞分离方法、培养条件、传代代数;刺激条件(IL-1β浓度、时间);FR预处理浓度和时间
阅读提示:Methods 2.6 Cell Culture and Treatment
自噬和泛素化相关实验
抑制剂类型和浓度(MG132、3-MA、CQ、MLN7243);CHX浓度和时间;质粒转染和siRNA转染条件;细胞系(WT或敲除)
阅读提示:Methods 2.8 Plasmids and Transfection, 2.9 Protein Degradation Inhibition Assays; Figure legends 4-6
分子检测
qRT-PCR引物序列、内参基因;Western blot抗体和稀释比例;免疫沉淀抗体和珠子
阅读提示:Methods 2.5, 2.11, Table 1, Table 2