黄芩苷通过抑制内质网应激减轻脂多糖诱导的牙周膜细胞凋亡

Baicalin Alleviates LPS-Induced Apoptosis of Periodontal Ligament Cells Via Inhibiting Endoplasmic Reticulum Stress

作者信息Guliqihere Abulaiti, Xu Qin, Jing Mao, Guangxun Zhu
PMID41468632
发布时间2026-02
DOI10.1016/j.identj.2025.109365

实验完整度

高

包含体外细胞实验(CCK-8、流式、Western blot)、分子模拟及体内小鼠牙周炎模型,并进行了PERK通路激活/抑制验证,证据层级完整。

主要模型

人牙周膜细胞(hPDLCs) 结扎诱导的牙周炎小鼠模型

重点核对

Pg-LPS浓度1 μg/mL处理24小时 BA预处理浓度20、50、100 μM,时间24小时 PERK激活剂CCT020312和抑制剂GSK2606414的使用 小鼠结扎诱导牙周炎模型,BA剂量100 mg/kg,口服8天

摘要

目的:本研究旨在探讨黄芩苷(BA)对牙龈卟啉单胞菌脂多糖(Pg-LPS)诱导的人牙周膜细胞(hPDLCs)凋亡的影响,并利用牙周炎小鼠模型探讨其潜在机制。方法:体外实验中,采用CCK-8、免疫荧光染色、流式细胞术和Western blot评估BA对Pg-LPS诱导的hPDLCs增殖、凋亡和内质网应激的影响。首先进行分子对接和分子动力学(MD)模拟以预测BA与PERK之间的相互作用。随后使用激活剂CCT020312(CCT)和抑制剂GSK2606414(GSK)检测PERK通路的参与。体内实验中,建立结扎诱导的小鼠牙周炎模型,以评估BA对牙周组织的治疗作用。结果:BA通过调节BAX、Cleaved-Caspase3和Bcl-2的表达促进hPDLCs增殖并抑制凋亡。通过降低GRP78和PERK的表达减轻内质网应激,对IRE1α和ATF6的表达无显著影响。一致地,对接和MD模拟支持BA与PERK之间的稳定相互作用(Glide gscore −7.98;稳定的RMSD)。此外,BA抑制PERK/eIF2α/ATF4/CHOP通路,GSK增强其保护作用。体内实验中,BA减少牙周炎小鼠的牙槽骨吸收和凋亡,其中BA-GSK联合治疗提供最强的保护作用。结论:BA通过抑制内质网应激介导的凋亡并保护牙周组织,显示出对牙周炎的治疗潜力。

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
黄芩苷是否通过抑制内质网应激减轻Pg-LPS诱导的人牙周膜细胞凋亡,并改善牙周炎小鼠的牙槽骨丢失?
核心机制
黄芩苷通过抑制PERK/eIF2α/ATF4/CHOP信号通路来减轻内质网应激介导的凋亡。
主要证据
体外实验表明BA降低GRP78和PERK表达,抑制PERK下游通路及凋亡蛋白;分子对接和MD模拟支持BA与PERK直接结合;体内实验显示BA减少牙槽骨吸收和凋亡,与GSK联用效果更强。
研究意义
研究为黄芩苷作为植物来源的牙周炎辅助治疗药物提供了机制依据,支持其在牙周病管理中的潜在临床应用。

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

细胞活性与毒性评估

确定BA对hPDLCs的细胞毒性及有效浓度范围

使用CCK-8法检测不同浓度BA处理对hPDLCs活力的影响,并确定后续实验的有效浓度范围。

2

凋亡检测

验证BA对Pg-LPS诱导的hPDLCs凋亡的影响

通过流式细胞术(Annexin V-FITC/PI双染)和TUNEL染色检测细胞凋亡率,并用Western blot检测凋亡相关蛋白(Bcl-2、BAX、Cleaved-Caspase-3)的表达。

3

内质网应激检测

评估BA对Pg-LPS诱导的hPDLCs内质网应激的影响

通过qRT-PCR和Western blot检测GRP78、PERK、ATF6、IRE1α的表达,并使用ER-Tracker染色观察ER形态。

4

分子对接与动态模拟

预测BA与PERK的直接相互作用

使用分子对接(Glide)和MD模拟(100 ns)验证BA与PERK ATP结合口袋的结合稳定性。

5

PERK通路功能验证

确认BA的抗凋亡作用是否依赖于抑制PERK通路

使用PERK激活剂CCT和抑制剂GSK处理细胞,检测通路蛋白(p-eIF2α、ATF4、CHOP)和凋亡相关蛋白的表达。

6

体内动物实验

验证BA在体内对牙周炎的治疗效果

建立结扎诱导的小鼠牙周炎模型,通过Micro-CT和HE染色评估牙槽骨丢失和组织学变化,并通过IHC/IF检测凋亡和ER应激标志物。

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
α-MEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素HyClone--
牙龈卟啉单胞菌脂多糖----
黄芩苷----
CCT020312----
GSK2606414MedChemExpress--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Vazyme--
CHOP抗体CST--
Alexa Fluor 594偶联二抗----
DAPI----
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜EMD Millipore--
GRP78抗体CST3177
PERK抗体CST5683
ATF6抗体CST65880
IRE1α抗体CST3294
eIF2α抗体CST9722
磷酸化eIF2α抗体CST3398
ATF4抗体HuabioET1612-37
CHOP抗体CST2895
Bcl-2抗体AbmartT40056
BAX抗体AbmartT40051
Caspase-3抗体HuabioSU38-04
山羊抗兔HRP标记二抗Abcamab181658
ECL化学发光检测试剂盒MedChemExpress--
SteadyPure通用RNA提取试剂盒Accurate BiotechnologyAG21017
第一链cDNA合成SuperMixYeasen11123ES10
Universal Blue qPCR SYBR Green预混液Yeasen11184ES03
LightCycler480II实时荧光定量PCR仪Roche--
二甲基亚砜----
4-0丝线结扎线----
SkyScan1176微型CTBruker micro-CT--

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
细胞培养与处理
hPDLCs的代次(3-5代);细胞来源;培养条件(α-MEM+10%FBS+1%P/S,37°C,5% CO2);Pg-LPS浓度1 μg/mL;BA浓度20/50/100 μM;预处理时间24小时。
阅读提示:见Methods部分'Isolation, culture and treatment of hPDLCs'
凋亡检测
Annexin V-FITC/PI双染步骤;流式细胞术的细胞处理;TUNEL染色的具体步骤(文中未详细描述,但图1显示)。
阅读提示:见Methods部分'Flow cytometry for apoptosis detection'及Figure 1 legend
Western blot
蛋白裂解(RIPA);蛋白定量(BCA);上样量25 μg;SDS-PAGE凝胶浓度10%;抗体稀释比例(未明确,需核对);ECL显色;成像系统。
阅读提示:见Methods部分'Western blot'
qRT-PCR
RNA提取试剂盒;逆转录试剂盒;qPCR试剂;内参β-actin;引物序列(见Table 1);2^-ΔΔCt法。
阅读提示:见Methods部分'Quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) analysis'及Table 1
体内牙周炎模型
小鼠品系(C57BL/6J,雄性,8周龄);结扎位置(上颌第二磨牙);结扎线(4-0丝线);BA给药剂量100 mg/kg,口服,连续8天;分组(Ctrl、Lig、Lig+BA、Lig+BA+GSK);每组样本量n=5。
阅读提示:见Methods部分'Mouse ligature-induced periodontitis model'
Micro-CT分析
扫描参数(未明确);重建软件;分析软件;骨参数(BMD、BV/TV等);测量位置(上颌第二磨牙周围)。
阅读提示:见Methods部分'Micro CT scanning'