等离子体活化溶液通过调节间皮细胞中eNOS表达预防腹膜粘连形成

Plasma-activated solutions prevent peritoneal adhesion formation by regulating eNOS expression in mesothelial cells.

作者信息Yuyi Ma, Tuanhe Sun, Kaijie Ren, Rulan Ma, Tianhao Min, Xueni Wang, Yue Yuan, Xin Xie, Bo Zhang, Xiaoyuan Deng, Yuanchang Peng, Yuanyuan Liu, Yanglong Nan, Wei Wang, Zhangjian Zhou, Guimin Xu, Kang Li, Kun Zhu, Nan Hao, Chengxue Dang, Guanjun Zhang, Hao Zhang
PMID40020874
期刊J Adv Res
发布时间2025-12
DOI10.1016/j.jare.2025.02.024

实验完整度

包含两种小鼠体内粘连模型和体外细胞模型;进行了功能验证(凋亡、ROS、MMT)和机制验证(eNOS抑制剂、RNS去除),并通过流式、Western blot、ELISA、免疫荧光等多层级检测交叉验证。

主要模型

人腹膜间皮细胞系HMrSV5 小鼠缺血按钮腹膜粘连模型 小鼠盲肠-腹膜擦伤粘连模型

重点核对

PAS暴露时长(0、1、2、5、10分钟),后续实验选用2分钟 PAS/PAM制备条件:等离子体射流距离液面3cm,电压14.0kV,氦气流速10 L·min⁻¹ 小鼠模型:C57BL/6雌性小鼠,8-10周龄,缺血按钮或盲肠-腹膜擦伤诱导 给药方案:1 mL PAS或PBS腹腔注射,每日一次,第7天评估 L-NAME处理:体外100 μM,体内20 mg/kg(或10 mg/kg,文中未明确说明)

摘要

引言:腹膜粘连因治疗选择有限而导致显著的发病率。当前策略受限于疗效不一致和潜在的副作用。等离子体活化溶液(PAS)表现出抗炎和促进愈合的特性且具有良好的安全性,但其在预防腹膜粘连方面的疗效仍需进一步研究。目的:本研究旨在探讨PAS在预防腹膜粘连形成中的治疗潜力并阐明其机制。方法:建立两种小鼠腹膜粘连模型(“缺血按钮”和“盲肠-腹膜擦伤”)。人腹膜间皮细胞用LPS或TGF-β1处理以在体外模拟凋亡和间皮-间质转化(MMT)。通过流式细胞术和蛋白质印迹法定量凋亡;使用免疫荧光染色评估ROS水平。分析MMT标志物(蛋白质印迹法)和炎症细胞因子(ELISA)。组织学评估包括Masson三色染色和免疫荧光染色。结果:与PBS对照组相比,PAS-2分钟显著降低了粘连评分(缺血按钮:6.250 ± 1.389 对 2.5 ± 2.268;擦伤:7.333 ± 1.033 对 1.633 ± 1.333,p < 0.01)。在体外,PAS处理使LPS诱导的间皮细胞凋亡降低了8.14%(流式细胞术:39.10% ± 1.47% 对 30.96% ± 1.73%,p < 0.01),并抑制了MMT标志物,N-钙黏蛋白和波形蛋白的表达分别降低了1.46倍(p < 0.05)和1.62倍(p < 0.05)。PAS还减轻了氧化应激,使总ROS水平降低3倍(p < 0.001),线粒体ROS(mtROS)降低2倍(p < 0.01)。机制上,PAS中的活性氮物种(RNS)恢复了eNOS的表达,减轻了间皮细胞的凋亡和MMT。结论:本研究表明,PAS通过RNS介导的eNOS恢复,抑制氧化应激、凋亡和MMT,从而预防腹膜粘连。这些发现将PAS定位为一种新颖且有前景的粘连预防疗法,值得临床转化。

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
等离子体活化溶液(PAS)能否预防术后腹膜粘连形成?其潜在机制是什么?
核心机制
PAS通过其活性氮物种(RNS)恢复腹膜间皮细胞中eNOS的表达,促进内源性NO产生,从而抑制氧化应激、细胞凋亡和间皮-间质转化(MMT),最终减轻腹膜粘连。
主要证据
在两种小鼠模型中,PAS显著降低粘连评分;体外实验中PAS降低LPS诱导的凋亡和ROS,抑制TGF-β1诱导的MMT;去除RNS或抑制eNOS(L-NAME)后这些保护效应消失。
研究意义
作者提出PAS可作为预防术后腹膜粘连的新型疗法,并强调需要进一步机制研究和临床转化验证。

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

PAS制备与优化

确定最佳的等离子体处理时长,以获得具有抗粘连活性的PAS。

使用CAP射流处理PBS制备PAS,设置不同暴露时间(0、1、2、5、10分钟),并在小鼠模型中评估效果。

2

体内疗效评估

验证PAS在两种小鼠腹膜粘连模型中的预防效果。

建立缺血按钮和盲肠-腹膜擦伤模型,术后每日腹腔注射PAS或PBS,第7天评估粘连评分、组织学变化及血清细胞因子。

3

体外细胞功能验证

验证PAM(即细胞培养中的PAS)对LPS诱导的凋亡和TGF-β1诱导的MMT的抑制作用。

使用人腹膜间皮细胞系HMrSV5,分别用LPS或TGF-β1处理,并联合PAM,检测凋亡、ROS、抗氧化能力和MMT标志物。

4

活性成分鉴定

验证RNS是PAS中发挥抗粘连作用的关键成分。

使用去除氮物种的PAS(Nitro-free PAS)在体内和体外比较其与完整PAS的效果。

5

机制验证

验证eNOS在PAS抗粘连作用中的关键地位。

使用eNOS抑制剂L-NAME处理细胞或小鼠,观察PAS/PAM的保护效应是否消失。

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
高压探头(P6015A)Tektronix Inc.--
电流探头(Pearson 2877)Pearson Electronics Inc.--
数字示波器(TBS1102C)Tektronix Inc.--
杜氏改良Eagle培养基Gibco12100046
胎牛血清VivaCellC2910-0500
青霉素-链霉素BeyotimeC0222
脂多糖AladdinL386714
L-NAME(一氧化氮合酶抑制剂)MedChemExpressHY-18729A
转化生长因子-β1SinoBiological10804-HNAC
H&E染色试剂盒Shaanxi Yike Biotechnology Co., LtdYK2222
Masson三色染色试剂盒Shaanxi Yike Biotechnology Co., LtdYK2223
原位细胞死亡检测试剂盒Roche11684817910
蛋白酶K----
牛血清白蛋白BeyotimeST023
4',6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)BeyotineC1002
抗荧光淬灭封片剂BeyotimeP0126
OCT包埋剂SAKURA Tissue-Tek4583
二氢乙锭探针BeyotimeS0063
抗细胞角蛋白19抗体Proteintech10712-1-AP
抗平滑肌肌动蛋白抗体Proteintech14395-1-AP
抗Ⅰ型胶原抗体Proteintech14695-1-AP
抗eNOS抗体Proteintech27120-1-AP
Alexa Fluor 594标记的山羊抗小鼠IgGInvitrogenA-11032
Alexa Fluor 488标记的山羊抗兔IgGInvitrogenA-11034
IL-6 ELISA试剂盒ProteintechKE10007
TGF-β1 ELISA试剂盒ProteintechKE10005
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012
PVDF膜Millipore--
NcmBlot封闭液NCM BiotechP30500
辣根过氧化物酶标记的二抗ServicebioGB23303
ECL化学发光试剂盒Glpbio--
ChemiDoc XRS凝胶成像系统Bio-Rad Laboratories--
Bax抗体Proteintech50599-2-Ig
Bcl-2抗体Proteintech12789-1-AP
α-微管蛋白抗体Proteintech11224-1-AP
E-钙黏蛋白抗体AbcolonalA3044
N-钙黏蛋白抗体AbcolonalA3045
波形蛋白抗体AbcolonalA19607
β-肌动蛋白抗体AbcolonalAC026
ABTS试剂盒BeyotimeS0119
酶标仪(Cytation 5)BioTek--
细胞凋亡检测试剂盒BeyotimeC1062L
流式细胞仪(NovoCyte)Agilent--
ROS检测试剂盒BeyotimeS0034
2',7'-二氯荧光黄双乙酸盐(DCFH-DA)----
MitoSOX线粒体超氧化物指示剂ThermoM36007
活性氧诱导剂Beyotime--
线粒体活性氧诱导剂BeyotimeS0061
N-乙酰半胱氨酸----
PANNORAMIC MIDI II病理切片扫描仪3DHISTECH Ltd.--

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
PAS制备
等离子体参数(电压14.0 kV,氦气流量10 L·min⁻¹),处理时长2分钟,射流出口距液面3 cm
阅读提示:见“Production and evaluation of PAS”部分
体内动物模型
小鼠品系、性别、年龄(C57BL/6雌性,8-10周龄),手术方式(缺血按钮/擦伤),评分标准
阅读提示:见“Establishment of adhesion model”和“Adhesion scoring”部分
给药方案
PAS或PBS体积(1 mL),给药途径(腹腔注射),频率(每日一次),持续时间(7天)
阅读提示:见“Treatments”部分
细胞实验
细胞系(HMrSV5),培养基(DMEM+10%FBS+1%PS),LPS浓度(10 μM),TGF-β1浓度(5 ng/mL),处理时间(48小时)
阅读提示:见“Cell culture and treatments”部分
eNOS抑制
L-NAME浓度(体外100 μM,体内20 mg/kg),预处理时间(2小时),给药方式(与PAS/PBS同时)
阅读提示:见“Reagents”和“Treatments”部分