新型Oxicam非甾体化合物XK01通过抑制RAW264.7巨噬细胞中NF-κB和MAPK通路减轻炎症

Novel oxicam nonsteroidal compound XK01 attenuates inflammation by suppressing the NF-κB and MAPK pathway in RAW264.7 macrophages.

作者信息Jixiang Wang, Jiawang Tan, Qianmei Hu, Siyu Mao, Hongting Chen, Weiyi Luo, Xing Feng
PMID38312593
期刊Heliyon
发布时间2024-01-09
DOI10.1016/j.heliyon.2024.e24004

实验完整度

包含体外细胞实验(RAW264.7)和体内动物模型(二甲苯诱导小鼠耳肿胀),并进行了功能验证(NO、ROS、细胞因子)和分子机制验证(NF-κB、MAPK通路)。

主要模型

RAW264.7小鼠巨噬细胞系 二甲苯诱导的ICR小鼠耳肿胀模型

重点核对

RAW264.7细胞培养条件(高糖DMEM、10% FBS、1%抗生素,37°C、5% CO2) LPS诱导浓度10 μg/mL XK01给药浓度(6.25、25、100 μg/mL) 体内实验:ICR小鼠随机分为5组,每组5只,灌胃给药0.2 mL/20 g,每日一次,连续10天 体内实验剂量:XK01低、中、高剂量分别为1.5、3.0、6.0 mg/kg,美洛昔康6.0 mg/kg

摘要

传统的非甾体抗炎药(NSAIDs)在临床使用中表现出严重的不良反应,限制了其使用。Oxicams(如吡罗昔康、美洛昔康)是广泛使用的NSAIDs。然而,长期使用药物时,对环氧合酶(COX)2的选择性可能引起心血管问题。因此,开发新的非甾体抗炎化合物非常重要。在本研究中,我们评估了一种新开发的非甾体药物XK01的抗炎活性。我们的数据表明,XK01能剂量依赖性地降低脂多糖(LPS)刺激的小鼠RAW264.7巨噬细胞中一氧化氮(NO)和活性氧(ROS)的含量,并抑制肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-6和IL-1β的转录水平。XK01对COX-1无明显抑制作用,但能抑制COX-2的表达。在分子水平上,XK01阻止了p65蛋白从细胞质向细胞核的转位,并抑制了p65、IκB和MAPKs蛋白的磷酸化。高浓度的XK01还抑制了JNK、p38和ERK的磷酸化,显示出比美洛昔康更强的效果。此外,XK01的抗炎活性在二甲苯诱导的小鼠耳肿胀模型中得到了进一步验证。因此,本研究证实XK01抑制炎症介质和COX-2的表达,并通过抑制NF-κB和MAPK通路展现出潜在的抗炎作用。

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
新开发的非甾体化合物XK01是否具有抗炎活性,其作用机制是否涉及抑制NF-κB和MAPK信号通路。
核心机制
XK01通过抑制NF-κB(p65和IκBα磷酸化及p65核转位)和MAPK(ERK1/2、JNK、p38磷酸化)信号通路的激活,下调COX-2和炎性细胞因子(TNF-α、IL-6、IL-1β)的表达。
主要证据
体外实验显示XK01降低LPS诱导的NO和ROS产生,抑制炎症因子mRNA和蛋白表达,降低COX-2表达;体内实验中XK01高剂量(6.0 mg/kg)显著抑制小鼠耳肿胀,抑制率达53.39%,并减少炎症细胞浸润和NF-κB表达。
研究意义
XK01具有成为新型抗炎药物的潜力,为开发更有效、更安全的非甾体抗炎药提供了理论基础。

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

细胞毒性评估

确定XK01、美洛昔康和LPS对RAW264.7细胞活力的影响,以选择后续实验的安全浓度。

使用MTT法检测不同浓度XK01、美洛昔康和LPS处理24小时后RAW264.7细胞的活力。

2

炎症介质检测

评估XK01对LPS诱导的RAW264.7细胞中NO、ROS和炎症细胞因子产生的影响。

使用Griess试剂检测NO含量,DCFH-DA荧光探针检测ROS,ELISA检测TNF-α和IL-1β分泌,RT-qPCR检测TNF-α、IL-1β、IL-6等mRNA表达。

3

COX表达分析

验证XK01对LPS诱导的RAW264.7细胞中COX-1和COX-2表达的影响。

Western blot检测COX-1和COX-2蛋白表达,RT-qPCR检测COX-1、COX-2和PGE2 mRNA水平,免疫荧光检测COX-2表达。

4

NF-κB通路分析

探究XK01对LPS诱导的NF-κB信号通路激活的影响。

Western blot检测p65、p-p65、IκBα磷酸化以及胞质和核内p65水平,免疫荧光观察p65核转位。

5

MAPK通路分析

探究XK01对LPS诱导的MAPK信号通路磷酸化的影响。

Western blot检测ERK1/2、JNK、p38及其磷酸化水平。

6

体内抗炎验证

通过动物模型验证XK01的体内抗炎活性。

建立二甲苯诱导的ICR小鼠耳肿胀模型,灌胃给予不同剂量XK01或美洛昔康,评估耳肿胀程度、抑制率及组织学变化。

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
高糖DMEM培养基Hyclone--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素----
脂多糖Sigma-Aldrich--
MTT试剂(3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四氮唑溴盐)Sigma-Aldrich--
ELISA试剂盒(IL-6、TNF-α、PGE2)Elabscience--
活性氧检测试剂盒上海碧云天--
一氧化氮检测试剂盒上海碧云天--
RNA提取试剂盒Vazyme Biotech--
RNA逆转录试剂盒Vazyme Biotech--
ECL化学发光试剂盒BioRad--
SYBR Green PCR预混液----
p-NF-κB抗体Cell Signaling Technology3033S
NF-κB抗体Cell Signaling Technology8242S
ERK抗体Cell Signaling Technology4695S
p-ERK抗体Cell Signaling Technology4370S
COX-1抗体HuaBioET1610-98
COX-2抗体Proteintech12375-1-AP
p-IKBα抗体Zen-Bioscience340776
p38抗体Signalway Antibody48644
p-p38抗体Signalway Antibody12322
JNK抗体Signalway Antibody48615
p-JNK抗体Signalway Antibody11504
Histon H3抗体Signalway Antibody32667
α-tubulin抗体Signalway Antibody37981
β-Actin抗体Signalway Antibody38074
TRI试剂Thermo Fisher Scientific--
RIPA裂解液----
蛋白酶和磷酸酶抑制剂Sigma-Aldrich--
PVDF膜Millipore--
ECL Plus Western印迹检测系统Amersham Biosciences--
ODYSSEY Fc双模式成像系统Li-COR--
CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
美洛昔康----
XK01----
二甲苯----
生理盐水----

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
RAW264.7细胞来源、培养条件(高糖DMEM、10% FBS、1%抗生素,37°C、5% CO2)
阅读提示:见原文2.2 Cell culture。
药物处理与LPS刺激
XK01和美洛昔康浓度(6.25、25、100 μg/mL),LPS浓度(10 μg/mL),处理时间(24小时)
阅读提示:见原文3.1和2.3-2.8。
体外功能检测
NO检测(Griess试剂、540 nm),ROS检测(DCFH-DA探针、无血清孵育12小时,加药刺激24小时),ELISA(TNF-α、IL-1β)
阅读提示:见原文2.4、2.5、2.6和3.2、3.3。
体外分子机制
Western blot蛋白上样量(25 μg)、一抗孵育(4°C过夜),NF-κB(p65、p65核转位)和MAPK(p-ERK、p-JNK、p-p38)通路关键蛋白
阅读提示:见原文2.8和3.5、3.6。
体内动物模型
ICR小鼠分组(每组5只)、给药剂量(XK01: 1.5、3.0、6.0 mg/kg;美洛昔康:6.0 mg/kg)、给药方式(灌胃,0.2 mL/20 g,每日1次,连续10天)、模型诱导(二甲苯涂抹右耳)、组织学分析(H&E、IHC)
阅读提示:见原文2.9和3.7。