脂联素通过抑制ROS/NF-κB/NLRP3炎症通路保护肥胖相关性肾小球病

Adiponectin protects obesity-related glomerulopathy by inhibiting ROS/NF-κB/NLRP3 inflammation pathway.

作者信息Xiaohong Xu, Xiaolin Huang, Liexiang Zhang, Xiaoli Huang, Zihan Qin, Fei Hua
PMID34107901
发布时间2021-06-10
DOI10.1186/s12882-021-02391-1

实验完整度

高

研究包含体外细胞实验(MPC5足细胞、siRNA敲低、抑制剂处理)和体内动物模型(HFD小鼠),并进行了功能验证(凋亡、ROS)和机制验证(NF-κB/NLRP3通路)。

主要模型

MPC5小鼠足细胞系 HFD诱导的肥胖小鼠模型

重点核对

PA处理浓度150 µM,处理24小时 脂联素处理浓度2 µg/ml,处理24小时 MCC950处理浓度100 nM PDTC处理浓度50 µM 小鼠分组:CON、CON+gAd、HFD、HFD+gAd,每组6只

摘要

背景:脂联素是一种脂肪细胞因子,在肥胖的糖脂代谢中发挥关键调节作用。肥胖的流行导致肥胖相关性肾小球病(ORG)的发病率增加。本研究旨在确定脂联素在ORG中的保护作用。方法:将针对脂联素基因的小干扰RNA(siRNA)转染至足细胞。使用荧光测定法测定氧化应激水平。通过流式细胞术分析细胞凋亡。通过qRT-PCR、免疫组织化学和Western blot检测足细胞标志物和NLRP3炎症小体相关蛋白的表达。结果:与载体处理的对照组相比,用棕榈酸(PA)处理的足细胞表现出足细胞标志物表达下调、凋亡增加、NLRP3炎症小体相关蛋白水平上调、炎性细胞因子(IL-18和IL-1β)产生增加以及NF-κB活化。在高脂饮食(HFD)喂养的小鼠血清样本中观察到脂联素表达降低。在高脂饮食(HFD)喂养的小鼠肾脏样本中观察到podocin表达降低和NLRP3表达上调。用脂联素或NLRP3炎症小体抑制剂MCC950处理可保护培养的足细胞免受足细胞凋亡和炎症的影响。脂联素处理保护小鼠肾组织免受podocin表达降低和NLRP3表达上调的影响。通过siRNA敲除脂联素基因增加了ROS的产生,导致足细胞中NLRP3炎症小体的活化和NF-κB的磷酸化。NF-κB抑制剂吡咯烷二硫代氨基甲酸酯阻止了脂联素改善FFA诱导的足细胞损伤和NLRP3活化。结论:我们的研究表明,脂联素通过抑制ROS/NF-κB/NLRP3通路改善了PA诱导的体外足细胞损伤和HFD诱导的体内损伤。这些数据表明脂联素在ORG的预防和治疗中具有潜在用途。

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
脂联素在肥胖相关性肾小球病中是否具有保护作用及其潜在机制。
核心机制
脂联素通过抑制ROS/NF-κB/NLRP3通路发挥保护作用。
主要证据
体外实验中,脂联素处理减少了PA诱导的足细胞凋亡、ROS产生和NLRP3炎症小体活化;体内实验中,脂联素注射改善了HFD小鼠的肥胖和肾损伤指标。
研究意义
提示脂联素在ORG的预防和治疗中具有潜在应用价值。

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PA诱导的足细胞损伤模型

模拟游离脂肪酸诱导的足细胞损伤,以研究脂联素的保护作用。

用不同浓度PA(50-300 µM)处理MPC5细胞24或48小时,检测细胞活力、脂质积累、凋亡、足细胞标志物表达等。

2

检测PA诱导的NLRP3炎症小体活化和ROS产生

验证PA是否激活NLRP3炎症小体和氧化应激。

Western blot和qRT-PCR检测NLRP3、ASC、caspase-1表达,ELISA检测IL-18和IL-1β,荧光法检测ROS。

3

验证脂联素对PA诱导损伤的保护作用

确定脂联素是否能减轻PA诱导的足细胞损伤和炎症。

用不同浓度脂联素(1-8 µg/ml)处理细胞,检测细胞活力、凋亡、ROS、足细胞标志物和炎症相关蛋白表达。

4

敲低脂联素基因观察其影响

进一步确认脂联素的内源性保护作用。

用siRNA敲低脂联素,检测细胞活力、凋亡、炎症因子和通路蛋白表达。

5

使用MCC950抑制NLRP3验证通路

验证NLRP3在脂联素保护作用中的必要性。

用MCC950处理足细胞,检测细胞活力、ROS、凋亡、足细胞标志物和NLRP3通路蛋白。

6

使用PDTC抑制NF-κB验证机制

验证NF-κB在脂联素抑制NLRP3通路中的作用。

用PDTC预处理细胞,检测NF-κB和NLRP3通路蛋白表达变化。

7

建立HFD诱导的肥胖小鼠模型并评估体内效果

验证脂联素在体内对肥胖相关肾损伤的保护作用。

用HFD喂养小鼠6周,同时注射脂联素或生理盐水,检测体重、血糖、血脂、肾功能指标和肾组织病理。

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
DMEM培养基----
胎牛血清----
链霉素/青霉素----
MPC5细胞系Shanghai Haling Biotechnology--
重组小鼠脂联素R&D5095-AC-050
棕榈酸钠Absinabs42027533
脂联素siRNAGenePharma--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
MCC950R&D5479/10
高脂饲料D12492Research Diets--
普通饲料D12450BResearch Diets--
小鼠白蛋白检测试剂盒NJJCBIOE038-1-1
肌酐检测试剂盒NJJCBIOC011-2-1
CCK-8试剂盒BeyotimeC0038
BODIPY脂质探针Invitrogen--
小鼠IL-18 ELISA试剂盒Abcamab216165
小鼠IL-1β ELISA试剂盒R&DVAL601
DCFH-DA荧光探针Beyotimes0033
RIPA裂解液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
抗nephrin抗体Abcamab216341
抗podocin抗体Abcamab50339
抗desmin抗体Proteintech60226-1-Ig
抗NF-κB/p65抗体CST#8242T
抗p-NF-κB/p-p65抗体CST3033T
抗ASC抗体CST67824T
抗NLRP3抗体Proteintech19771-1-AP
抗caspase-1抗体Proteintech22915-1-AP
抗脂联素抗体Proteintech21613-1-AP
HRP标记二抗BeyotimeA0208
HRP标记二抗BeyotimeA0216
抗β-actin抗体Cell Signaling Technology4970
增强化学发光试剂盒Thermo Fisher--
ChemiDoc XRS Plus发光成像分析仪Bio-Rad--
Trizol试剂Invitrogen--
iScript cDNA合成试剂盒Bio-Rad--
SYBR Green预混液Bio-Rad--
ABI 7900HT实时荧光定量PCR检测系统Applied Biosystems--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Bioworld--
流式细胞仪Beckman Coulter--
抗podocin抗体Abcamab50339
抗NLRP3抗体BIOSSbs-6655R
Prism软件GraphPad7.0

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
细胞培养与处理
MPC5细胞培养条件、PA处理浓度和时间、脂联素处理浓度和时间
阅读提示:Methods: Cell culture and treatment
siRNA转染
siRNA序列、转染浓度、转染时间
阅读提示:Methods: Cell culture and treatment
动物模型
小鼠品系、性别、年龄、饮食配方、处理时间、给药方式、剂量、分组
阅读提示:Methods: Animal model
抑制剂处理
MCC950浓度、PDTC浓度、预处理时间
阅读提示:Methods: Cell culture and treatment, Results