青蒿素通过激活5'-AMP活化蛋白激酶(AMPK)保护人支气管上皮细胞免受胺碘酮诱导的氧化损伤

Artemisinin protected human bronchial epithelial cells from amiodarone-induced oxidative damage via 5'-AMP-activated protein kinase (AMPK) activation.

作者信息Chao Yang, Wenjun Xiong, Jiayi Dong, Xia Zhao, Guang Liang, Wenhua Zheng
PMID39803706
期刊Redox Rep
发布时间2025-12
DOI10.1080/13510002.2024.2447721

实验完整度

包含体外细胞模型(BEAS-2B和原代人支气管上皮细胞)和体内小鼠模型,并进行了功能验证(MTT、LDH、ROS、线粒体膜电位、caspase 3活性、凋亡)和机制验证(AMPK抑制剂、AMPKα敲低、CaMKK2抑制剂)。

主要模型

BEAS-2B人支气管上皮细胞系 原代人支气管上皮细胞 C57BL/6J小鼠模型

重点核对

BEAS-2B细胞和原代人支气管上皮细胞用胺碘酮(3 μM)处理24小时 青蒿素预处理浓度为25、50、100 μM,预处理2小时 AMPK抑制剂Compound C使用浓度为1 μM,预处理10分钟 体内实验中,青蒿素以10 mg/kg腹腔注射,胺碘酮以3 mg/kg气管内注射 AMPKα敲低通过转染shRNA质粒实现,转染24小时

摘要

背景:胺碘酮是一种常见的抗心律失常药物,以其严重的副作用而闻名,包括肺毒性,其涉及氧化应激和细胞凋亡。青蒿素是一种抗疟药物,通过抑制氧化应激和细胞凋亡显示出细胞保护特性。本研究调查了青蒿素对胺碘酮诱导的人支气管上皮细胞(BEAS-2B)和小鼠模型毒性的保护作用。结果:体外实验显示,胺碘酮降低了细胞活力,增加了LDH释放、ROS生成、caspase 3活化和细胞凋亡。青蒿素通过上调p-AMPK、CaMKK2、Nrf2和SOD1蛋白水平来抵消这些效应,从而保护细胞免受氧化损伤。青蒿素的保护作用被AMPK抑制剂Compound C或AMPKα敲低所减弱。体内实验表明,青蒿素增加了肺组织中p-AMPK和Nrf2蛋白水平,保护小鼠免受胺碘酮诱导的细胞凋亡和支气管上皮细胞脱落。结论:这些发现表明,青蒿素通过AMPK激活保护气道上皮细胞和肺组织免受胺碘酮诱导的氧化应激和细胞凋亡,为预防和治疗胺碘酮诱导的肺毒性提供了潜在的新策略。

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
青蒿素是否能够保护人支气管上皮细胞和小鼠肺组织免受胺碘酮诱导的氧化损伤和凋亡,其潜在机制是什么?
核心机制
青蒿素通过CaMKK2依赖的方式激活AMPK,进而上调Nrf2和SOD1蛋白水平,抑制氧化应激和细胞凋亡。
主要证据
在BEAS-2B细胞和原代人支气管上皮细胞中,青蒿素预处理抑制了胺碘酮诱导的细胞活力下降、LDH释放、ROS生成、线粒体膜电位降低、caspase 3活化和凋亡;在C57BL/6J小鼠中,青蒿素减轻了胺碘酮诱导的肺组织凋亡和支气管上皮细胞脱落。
研究意义
青蒿素可能作为预防胺碘酮诱导肺毒性的潜在药物,为临床防治胺碘酮的肺毒性副作用提供新策略。

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

细胞模型验证

确定胺碘酮对BEAS-2B细胞的毒性作用以及青蒿素的保护作用。

使用MTT法检测细胞活力,LDH检测细胞毒性,荧光显微镜和流式细胞仪检测ROS和线粒体膜电位,caspase 3活性检测试剂盒检测凋亡。

2

分子机制研究

验证青蒿素是否通过AMPK信号通路发挥保护作用。

通过Western blot检测p-AMPK、CaMKK2、LKB1、Nrf2、SOD1蛋白水平,使用AMPK抑制剂Compound C、AMPKα shRNA敲低和CaMKK2抑制剂STO-609处理细胞,观察对青蒿素保护作用的影响。

3

体内动物实验

验证青蒿素对胺碘酮诱导的小鼠肺损伤的保护作用。

小鼠腹腔注射青蒿素(10 mg/kg)1小时后,气管内注射胺碘酮(3 mg/kg)。第3天取肺组织进行TUNEL、HE染色、Western blot和IHC检测。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证机制链路
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基GIBCO--
胎牛血清GIBCO--
青霉素/链霉素GIBCO--
3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四氮唑溴盐Molecular Probes--
胺碘酮Sanofi Winthrop Industrie1951-25-3
LDH细胞毒性检测试剂盒Beyotime--
活性氧检测试剂盒Beyotime--
JC-1线粒体膜电位检测试剂盒Beyotime--
Caspase 3活性检测试剂盒Beyotime--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Sangon Biotech--
ElivisionTM Super HRP免疫组化试剂盒Maixin-Bio--
ImmPACT DAB底物和过氧化物酶试剂盒Vector Laboratories--
磷酸化AMPKα (Thr172)兔单克隆抗体 (#2535)Cell Signaling Technology2535
AMPKα抗体 (#5831)Cell Signaling Technology5831
Nrf2兔单克隆抗体 (#12721)Cell Signaling Technology12721
SOD1小鼠单克隆抗体 (#4266)Cell Signaling Technology4266
Cleaved caspase 3兔单克隆抗体 (#9664)Cell Signaling Technology9664
GAPDH兔单克隆抗体 (#3683)Cell Signaling Technology3683
CaMKK2抗体 (#43469)Signalway Antibody43469
LKB1抗体 (#2447)Signalway Antibody2447
HRP标记的二抗Cell Signaling Technology--
Compound CCalbiochem866405-64-3
STO-609Selleckchem52029-86-4
Lipofectamine 2000----
PVDF膜Bio-Rad--
Clarity Western ECL底物Bio-Rad--
ST5020多功能染色机Leica--
NanoZoomer S60数字切片扫描仪Hamamatsu--
EVOS™ FL成像系统Thermo Fisher Scientific--
EVOSTM M7000成像系统Thermo Fisher--
Infinite M200 PRO多功能酶标仪TECAN--

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
BEAS-2B细胞培养基成分,原代人支气管上皮细胞培养基成分
阅读提示:Materials and methods, 2.2 Cell culture
药物处理
胺碘酮和青蒿素的浓度、处理时间,青蒿素预处理时间,Compound C的浓度和处理时间
阅读提示:Materials and methods, 2.4 MTT assay, 2.5 LDH assay, 2.6 ROS assay, 2.7 Mitochondrial membrane potential assay, 2.8 Caspase 3 activity assay, 2.9 Flow cytometric analysis of cellular apoptosis
Western blot
蛋白裂解方法,抗体稀释比例,曝光条件
阅读提示:Materials and methods, 2.11 Western blotting
体内实验
小鼠品系、性别、年龄、体重,给药途径、剂量,麻醉方法,取材时间
阅读提示:Materials and methods, 2.3 Animals and treatment