表没食子儿茶素-3-没食子酸酯通过上调PTEN经PI3K/AKT通路抑制哮喘中的炎症和上皮-间质转化

Epigallocatechin-3-gallate inhibits inflammation and epithelial‑mesenchymal transition through the PI3K/AKT pathway via upregulation of PTEN in asthma.

作者信息Nan Yang, Han Zhang, Xuxu Cai, Yunxiao Shang
PMID29207033
发布时间2018-02
DOI10.3892/ijmm.2017.3292

实验完整度

包含体内OVA诱导的哮喘小鼠模型和体外TGF-β1诱导的16HBE细胞模型,并通过Western blot、RT-qPCR、免疫荧光、ELISA、Transwell和伤口愈合实验进行功能与机制验证。

主要模型

OVA诱导的哮喘小鼠模型 16HBE人支气管上皮细胞系

重点核对

OVA致敏和激发方案:10 µg OVA和2 mg氢氧化铝腹腔注射致敏3周,1% OVA雾化激发每周3次共8周 EGCG给药:0.5 mg/ml溶于饮用水自由饮用,从首次OVA激发后1小时开始至处死 DEX阳性对照:1 mg/kg腹腔注射,每次雾化前1小时 TGF-β1浓度和处理时间:5 ng/ml预处理24小时,然后50 µM EGCG共处理24小时 LY294002处理:1小时预处理

摘要

哮喘是一种与气道高反应性、阻塞和重塑相关的慢性疾病。上皮-间质转化(EMT)在这些改变中发挥重要作用,可能导致上皮下间充质细胞积聚,从而促进气道高反应性和重塑。表没食子儿茶素-3-没食子酸酯(EGCG)是一种多酚,是绿茶中最有效的成分,具有抗菌、抗病毒、抗氧化、抗癌和化学预防活性。近年来,许多研究探讨了EGCG对哮喘和其他肺部疾病的保护作用。在本研究中,确定了EGCG在卵清蛋白(OVA)攻击的哮喘小鼠中的作用。此外,通过免疫荧光、Transwell、伤口愈合实验和Western blot分析,研究了EGCG对转化生长因子(TGF)-β1诱导的16HBE细胞EMT和迁移的抑制作用,以及磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路的潜在机制。结果表明,EGCG可能抑制OVA攻击的哮喘小鼠肺部炎症和炎症细胞浸润,并可能通过上调磷酸酶和张力蛋白同源物(PTEN)的表达,在体内和体外抑制EMT。本研究还揭示了EGCG在TGF-β1诱导的16HBE细胞中的抗迁移作用,因此提示其可能减少气道重塑。本研究为理解EGCG对哮喘气道重塑的保护作用提供了新的见解,并表明EGCG可能作为支气管哮喘的辅助治疗。

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
EGCG是否通过调节PTEN/PI3K/AKT信号通路抑制哮喘中的炎症和上皮-间质转化(EMT),并减少气道重塑?
核心机制
EGCG通过上调PTEN表达,抑制PI3K/AKT信号通路的激活(降低p-PI3K和p-AKT水平),从而抑制EMT和细胞迁移。
主要证据
在OVA诱导的哮喘小鼠模型中,EGCG显著降低BALF和肺组织中IL-4、IL-5和TGF-β1水平,减少炎症细胞浸润,并恢复E-cadherin表达、降低α-SMA表达;在TGF-β1诱导的16HBE细胞中,EGCG上调E-cadherin、下调α-SMA,抑制细胞迁移,并恢复PTEN表达。
研究意义
本研究为EGCG预防哮喘气道炎症和重塑提供新的见解,提示EGCG可能作为支气管哮喘的辅助治疗。

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

建立OVA诱导的小鼠哮喘模型

模拟哮喘的慢性气道炎症和重塑特征。

雄性Balb/c小鼠通过OVA致敏和雾化激发建立哮喘模型。

2

评估EGCG对哮喘小鼠炎症的影响

检测EGCG对OVA诱导的气道炎症和炎症细胞浸润的影响。

收集BALF和肺组织,进行细胞计数、ELISA和H&E染色。

3

评估EGCG对哮喘小鼠EMT的影响

检测EGCG对OVA诱导的气道上皮EMT标志物表达的影响。

通过免疫荧光检测肺组织中E-cadherin和α-SMA的表达。

4

检测哮喘小鼠肺组织中PI3K/AKT通路蛋白表达

验证EGCG对PI3K/AKT通路活化的影响。

通过Western blot检测肺组织中PI3K、p-PI3K、AKT、p-AKT和PTEN的表达。

5

体外研究EGCG对TGF-β1诱导的16HBE细胞EMT的影响

验证EGCG对TGF-β1诱导的EMT的抑制作用,并探索机制。

16HBE细胞经TGF-β1和EGCG处理后,通过RT-qPCR和Western blot检测E-cadherin和α-SMA的表达。

6

体外检测EGCG对PI3K/AKT通路和PTEN表达的影响

验证EGCG通过上调PTEN抑制PI3K/AKT通路。

Western blot检测p-PI3K、PI3K、p-AKT、AKT和PTEN蛋白表达,RT-qPCR检测PTEN mRNA表达。

7

检测EGCG对TGF-β1诱导的16HBE细胞迁移的影响

评估EGCG对细胞迁移能力的影响,以及其与PI3K通路的关系。

通过伤口愈合和Transwell实验检测细胞迁移。

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
卵清蛋白Sigma-Aldrich--
氢氧化铝----
表没食子儿茶素-3-没食子酸酯Sigma-Aldrich--
地塞米松Dalian Meilun Biotech Co., Ltd.--
DMEM培养基Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
胎牛血清Hyclone--
转化生长因子-β1PeproTech--
LY294002Sigma-Aldrich--
小鼠IL-4检测试剂盒Wuhan Boster Biological TechnologyEK0405
小鼠IL-5检测试剂盒Wuhan Boster Biological TechnologyEK0408
小鼠TGF-β1检测试剂盒Wuhan Boster Biological TechnologyEK0515
RIPA裂解液Beyotime Institute of Biotechnology--
PVDF膜EMD Millipore--
抗磷酸化AKT抗体Santa Cruz Biotechnologysc-135651
抗AKT抗体Santa Cruz Biotechnologysc-8312
抗PTEN抗体Abcamab32199
抗PI3K抗体Wuhan Boster Biological TechnologyBA1352
抗磷酸化PI3K抗体BIOSSbs-5538R
抗E-钙黏蛋白抗体WanleibioWL00941
抗α-平滑肌肌动蛋白抗体WanleibioWL0002a
抗β-肌动蛋白抗体WanleibioWL0001
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGBeyotime Institute of BiotechnologyA0208
增强化学发光检测试剂盒7Sea Biotech--
RNA提取试剂盒BioTeke Corporation--
Super M-MLV逆转录试剂盒BioTeke Corporation--
Exicycler 96实时荧光定量PCR仪Bioneer Corporation--
Transwell小室Corning--
结晶紫Amresco--
抗E-钙黏蛋白抗体Santa Cruz Biotechnologysc-8426
抗α-平滑肌肌动蛋白抗体ProteinTech Group14395-1-AP
FITC标记的山羊抗小鼠IgGBeyotime Institute of BiotechnologyA0568
Cy3标记的山羊抗兔IgGBeyotime Institute of BiotechnologyA0516
DAPIBeyotime Institute of Biotechnology--
伊红Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.--
Prism 5.0GraphPad 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
动物模型
小鼠品系、性别、年龄、体重、每组数量
阅读提示:Materials and methods - Ethics statement
OVA致敏和激发
OVA剂量、铝佐剂剂量、注射途径、频率、激发方式、浓度、频率、持续时间
阅读提示:Materials and methods - OVA-induced asthma model
EGCG给药
EGCG浓度、给药方式(饮用水)、给药时间
阅读提示:Materials and methods - Treatment with EGCG
阳性对照
DEX剂量、给药方式、给药时间
阅读提示:Materials and methods - Treatment with EGCG
细胞培养和处理
细胞系、培养基、血清浓度、TGF-β1浓度、处理时间、EGCG浓度、处理时间、LY294002浓度、处理时间
阅读提示:Materials and methods - Cell culture
Western blot
蛋白上样量、抗体稀释比例、抗体来源
阅读提示:Materials and methods - Western blot analysis
RT-qPCR
引物序列、反应条件
阅读提示:Materials and methods - Reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction
细胞迁移
细胞密度、血清浓度、孵育时间
阅读提示:Materials and methods - Transwell assay 和 Wound healing assay