原儿茶醛在肾近端小管细胞和单侧输尿管梗阻动物模型中的抗EMT和抗纤维化作用

Anti-EMT and anti-fibrosis effects of protocatechuic aldehyde in renal proximal tubular cells and the unilateral ureteral obstruction animal model.

作者信息Yu-Teng Chang, Mu-Chi Chung, Chi-Hao Chang, Kuan-Hsun Chiu, Jeng-Jer Shieh, Ming-Ju Wu
PMID35758295
发布时间2022-12
DOI10.1080/13880209.2022.2088809

实验完整度

高

包含体外细胞实验(TGF-β1诱导EMT及PCA处理)和体内动物模型(UUO大鼠),并通过Western blot、免疫荧光、免疫组化、H&E等多方法验证功能与分子变化。

主要模型

NRK-52E大鼠肾近端小管上皮细胞系 单侧输尿管梗阻(UUO)SD大鼠模型

重点核对

TGF-β1诱导浓度:20 ng/mL,处理7天 PCA处理浓度:体外1和5 μM,体内50和100 mg/kg/天 动物分组:Sham、UUO、UUO+PCA50、UUO+PCA100,每组6只 体内处理时间:14天,口服灌胃 检测指标:EMT标志物(E-cadherin、vimentin、α-SMA)和纤维化标志物(collagen IV)的表达

摘要

背景:原儿茶醛(PCA)是一种对纤维化有多种益处的天然产物。目的:本研究评估了PCA对肾纤维化的作用。材料与方法:在大鼠肾近端小管细胞系NRK-52E中,用20 ng/mL转化生长因子-β1(TGF-β1)诱导上皮-间质转化(EMT),随后用1和5 μM PCA处理。进行了细胞活力、蛋白质表达和划痕愈合实验。Sprague-Dawley(SD)大鼠接受单侧输尿管梗阻(UUO)手术以诱导肾纤维化,并用50和100 mg/kg PCA治疗14天。结果:PCA在NRK-52E细胞中的IC50约为13.75 ± 1.91 μM,浓度低于5 μM时无显著差异。PCA改善了TGF-β1诱导的EMT,如E-钙黏蛋白增强和波形蛋白减少。纤维化标志物胶原IV和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)在TGF-β1诱导的NRK-52E中增加。此外,PCA减少了划痕愈合实验中TGF-β1诱导的迁移。对大鼠肾脏的分析表明,PCA减少了UUO诱导的肾积水(对照组:15.11 ± 1.00%;UUO:39.89 ± 1.91%;UUO+PCA50:18.37 ± 1.61%;UUO+PCA100:17.67 ± 1.39%)。蛋白质水平表明,PCA不仅降低波形蛋白表达并增强E-钙黏蛋白表达,还抑制UUO诱导的胶原IV和α-SMA上调,表明它可以减轻UUO诱导的肾纤维化大鼠模型中的EMT。讨论与结论:本研究提示PCA在体外和体内均可减少TGF-β1诱导的纤维化和EMT。这些发现证明了PCA的药理作用,可能成为临床预防器官纤维化的潜在策略。

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
原儿茶醛(PCA)是否能减轻肾纤维化及其相关上皮-间质转化(EMT)?
核心机制
PCA通过抑制TGF-β1诱导的EMT和纤维化标志物表达(如减少vimentin、α-SMA、collagen IV,增加E-cadherin)来减轻肾纤维化。
主要证据
体外实验中,PCA降低TGF-β1诱导的NRK-52E细胞中vimentin、α-SMA、collagen IV表达,增加E-cadherin,并减少细胞迁移;体内实验中,PCA减轻UUO大鼠的肾积水、肾小管扩张,并改变EMT和纤维化标志物表达。
研究意义
PCA可能作为预防和治疗肾纤维化的补充或药物,并可能为临床器官纤维化的预防提供潜在策略。

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

体外细胞活力检测

确定TGF-β1和原儿茶醛的安全处理浓度

用不同浓度TGF-β1(0-20 ng/mL)和PCA(0-80 μM)处理NRK-52E细胞7天,通过CCK-8检测细胞活力

2

评估PCA对TGF-β1诱导的EMT和纤维化的影响

验证PCA是否抑制TGF-β1诱导的EMT和纤维化标志物表达

NRK-52E细胞分为对照组、TGF-β1组、TGF-β1+1 μM PCA组、TGF-β1+5 μM PCA组,处理7天后进行Western blot和免疫荧光检测

3

划痕愈合实验

评估PCA对TGF-β1诱导的细胞迁移的影响

NRK-52E细胞划痕后,用无血清培养基培养16小时,测量迁移距离

4

UUO动物模型建立及PCA治疗

评估PCA对UUO诱导的肾纤维化的体内效果

SD大鼠分为四组,进行UUO手术或假手术,术后每天口服PCA或溶剂,14天后取肾分析

5

组织病理学和免疫组织化学分析

评估UUO大鼠肾组织病理变化和EMT/纤维化标志物表达

肾组织经H&E、PAS、Masson染色和免疫组化染色,分析肾小管扩张、胶原沉积和标志物表达

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
TGF-β1重组蛋白Sino Biological80116-R08H
达尔伯克改良伊格尔培养基Gibco--
胎牛血清Hyclone--
原儿茶醛Merck Millipore820475
抗GAPDH抗体Merck MilliporeMABT825
抗E-cadherin抗体BD Biosciences610182
抗E-cadherin抗体ProteinTech Group20874-1-AP
抗vimentin抗体IReal BiotechnologyIR45-137
抗α-SMA抗体IReal BiotechnologyIE47-146
抗collagen IV抗体Abcamab6586
HRP标记的二抗Cell Signaling Technology--
Amersham Imager 680成像系统Cytiva--
CCK-8试剂盒MedChemExpress--
RIPA裂解液Millipore--
PVDF膜Merck Millipore--
尼康Ti-U显微镜NIKON--
DAPI荧光封片剂SouthernBiotech--
激光扫描共聚焦显微镜(FLUOVIEW FV1000)Olympus--
Dako Cytomation EnVision+ Dual Link System-HRP (DAB+)免疫组化检测系统Dako Cytomation Inc.--
Axiovert 200M显微镜Zeiss--
GraphPad Prism 6.0统计软件GraphPad Software--

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
细胞活力检测
TGF-β1诱导浓度(20 ng/mL)、PCA浓度(≤5 μM)、处理时间(7天)、细胞密度(8×10^2/孔)
阅读提示:Methods: Cell viability
体外EMT诱导与PCA处理
细胞系(NRK-52E)、TGF-β1浓度(20 ng/mL)、PCA浓度(1和5 μM)、处理时间(7天)、检测指标(E-cadherin、vimentin、α-SMA、collagen IV)
阅读提示:Methods: Cell culture and treatment; Results: Effects of PCA on EMT induced by TGF-β1 in NRK-52E
划痕愈合实验
细胞系(NRK-52E)、处理时间(TGF-β1和PCA处理7天,划痕后16小时)、划痕工具(1 mL移液管尖端)、无血清培养基
阅读提示:Methods: Wound healing; Results: Effects of PCA on EMT induced by TGF-β1 in NRK-52E
动物模型
动物品系(雄性SD大鼠,约200g)、分组(Sham、UUO、UUO+PCA50、UUO+PCA100)、每组6只、UUO手术、PCA剂量(50、100 mg/kg/天)、给药方式(口服灌胃)、处理时间(14天)
阅读提示:Methods: Animal model; Results: Effects of PCA on rat renal tubulointerstitial changes and functions induced by UUO surgery
组织病理和免疫组化分析
染色方法(H&E、PAS、Masson)、免疫组化指标(E-cadherin、vimentin、α-SMA、collagen IV)、定量软件(NIS-elements BR 4.0)
阅读提示:Methods: Immunohistochemical staining; Results: Effects of PCA on renal fibrosis and EMT changes in rats after UUO surgery