GB-2抑制ACE2和TMPRSS2表达:体内和体外研究

GB-2 inhibits ACE2 and TMPRSS2 expression: In vivo and in vitro studies.

作者信息Ching-Yuan Wu, Yu-Shih Lin, Yao-Hsu Yang, Li-Hsin Shu, Yu-Ching Cheng, Hung Te Liu
PMID33049583
发布时间2020-12
DOI10.1016/j.biopha.2020.110816

实验完整度

包含细胞实验(XTT、Western blot、RT-qPCR)和小鼠体内实验(IHC),但缺少病毒学功能验证,未直接检测对SARS-CoV-2感染的抑制效果。

主要模型

HepG2人肝癌细胞系 293T人胚肾细胞系 C57BL/6小鼠模型

重点核对

GB-2浓度范围10-250 μg/mL 茶黄素浓度50 μg/mL GB-2给药剂量200 mg/kg/天,口服,持续1周 小鼠分组为GB-2组和对照组,每组5只

摘要

自武汉报道首例2019冠状病毒病(COVID-19)病例以来,COVID-19已迅速传播至全球几乎所有地区。血管紧张素转换酶2(ACE2)受体可与SARS-CoV-2的刺突蛋白结合。随后,SARS-CoV-2的刺突蛋白可被宿主细胞的跨膜丝氨酸蛋白酶2(TMPRSS2)切割并激活,从而促进SARS-CoV-2感染。因此,ACE2和TMPRSS2是治疗或预防SARS-CoV-2感染的潜在抗病毒靶点。在本研究中,我们发现来自嘉义朴子配天宫天上圣母的GB-2,在10-250 μg/mL浓度下,可抑制HepG2和293 T细胞中ACE2 mRNA表达以及ACE2和TMPRSS2蛋白表达,且无细胞毒性。在动物模型中,GB-2处理可降低肺组织和肾组织中ACE2和TMPRSS2的表达水平,且无不良反应,包括肾毒性和肝毒性。在GB-2的组成成分中,我们发现50 μg/mL的茶黄素可抑制ACE2和TMPRSS2的蛋白表达。茶黄素可抑制ACE2的mRNA表达。总之,我们的结果表明,GB-2和茶黄素可作为ACE2和TMPRSS2抑制剂的潜在化合物,用于进一步的临床研究。

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
GB-2及其成分茶黄素能否抑制ACE2和TMPRSS2的表达,从而可能阻断SARS-CoV-2进入宿主细胞?
核心机制
GB-2和茶黄素通过降低ACE2和TMPRSS2的mRNA和蛋白表达,可能减少SARS-CoV-2进入宿主细胞所需的受体和蛋白酶。
主要证据
体外实验显示GB-2(10-250 μg/mL)和茶黄素(50 μg/mL)在HepG2和293 T细胞中降低ACE2和TMPRSS2蛋白表达及ACE2 mRNA表达;体内实验显示GB-2(200 mg/kg/天,口服1周)降低小鼠肺和肾组织中ACE2和TMPRSS2的蛋白水平。
研究意义
研究表明GB-2和茶黄素可能作为ACE2和TMPRSS2抑制剂的潜在候选化合物,但确切临床效果未知,需进一步临床研究验证。

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

细胞活力检测

评估GB-2对HepG2和293 T细胞增殖的影响,确定无细胞毒性的浓度范围。

使用XTT法检测不同浓度GB-2处理后细胞的活力。

2

体外基因表达分析

检测GB-2对ACE2 mRNA和蛋白以及TMPRSS2蛋白表达的影响。

通过RT-qPCR检测ACE2 mRNA水平,Western blot检测ACE2和TMPRSS2蛋白水平。

3

动物模型体内研究

评估GB-2在动物体内的安全性及其对肺和肾组织中ACE2和TMPRSS2表达的影响。

C57BL/6小鼠口服GB-2一周后,检测体重、血清生化指标(肌酐、GOT、GPT)并进行免疫组化分析。

4

茶黄素活性验证

验证GB-2的主要成分茶黄素对ACE2和TMPRSS2表达的影响。

在293 T细胞中检测茶黄素细胞毒性及对ACE2和TMPRSS2蛋白和mRNA表达的影响。

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

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜尔贝科改良伊格尔培养基Invitrogen Corp.--
胎牛血清----
XTT检测试剂盒Roche11,465,015,001
抗ACE2抗体Cell Signaling--
抗TMPRSS2抗体Abcam--
抗GAPDH抗体Santa Cruz--
Super Signal底物Pierce34,087
illustra™ RNAspin迷你RNA提取试剂盒GE Healthcare25-0500
Superscript第一链合成试剂盒Invitrogen11,904,018
SYBR Green PCR预混液试剂盒Perkin Elmer, Applied Biosystems--
C57BL/6小鼠BioLASCO Taiwan Co., Ltd.--
ACE2一抗Bioss Antibodies--
TMPRSS2一抗Abcam--
兔探针HRP标记试剂盒BIOTNATAHC03D
Nikon TE3000显微镜Nikon--
AlphaEase®FC软件----
ImageJ----
SPSS 13.0版SPSS Inc.--

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
细胞培养及处理
细胞系(HepG2、293 T)来源、培养基(DMEM)、血清浓度(10% FBS)、培养条件(37°C、5% CO2)、GB-2浓度范围(10-250 μg/mL)、处理时间(24小时)、对照组设置(水处理和不处理)
阅读提示:Methods 2.1
细胞活力检测
细胞接种密度(1×10^3/孔)、处理时间(文中未明确说明具体小时数)、XTT试剂盒品牌及货号
阅读提示:Methods 2.2
Western blot
蛋白上样量(未明确说明)、一抗稀释比例、二抗稀释比例、封闭时间、孵育时间(12小时)、检测试剂(Super Signal底物)
阅读提示:Methods 2.3
RT-qPCR
RNA提取试剂盒、逆转录试剂盒、PCR循环条件(40次循环)、引物序列、内参基因(GAPDH)
阅读提示:Methods 2.5
动物实验
小鼠品系、性别、年龄、体重、分组(每组5只)、GB-2剂量(200 mg/kg/天)、给药方式(口服)、处理时间(1周)、血清学检测指标(肌酐、GOT、GPT)
阅读提示:Methods 2.6
免疫组化
一抗浓度(ACE2 1:100,TMPRSS2 1:1000)、检测试剂盒(BIOTNA)、图像定量方法(IOD/area)
阅读提示:Methods 2.7
茶黄素处理
茶黄素浓度(10-50 μg/mL)、处理时间(24小时)、细胞系(293 T)
阅读提示:Results 3.4, Figure 5