法舒地尔通过RhoA/ROCK/PI3K/Akt通路改善皮瓣存活和再神经支配的双重功效

Dual efficacy of Fasudil at improvement of survival and reinnervation of flap through RhoA/ROCK/PI3K/Akt pathway.

作者信息Hai Wang, Fang Fang, Shaofeng Chen, Xing Jing, Yuehong Zhuang, Yun Xie
PMID35315211
发布时间2022-12
DOI10.1111/iwj.13800

实验完整度

包含小鼠皮瓣模型、LSCI血流灌注检测、免疫荧光、Western blot等多层级实验,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

小鼠背部髂腰血管蒂皮瓣模型 ICR小鼠

重点核对

小鼠品系:ICR小鼠 皮瓣模型:4.5cm x 1.5cm矩形皮瓣,蒂部基于髂腰血管 药物剂量:法舒地尔10mg/kg,LY294002 5mg/kg,每日腹腔注射 检测时间点:第0天、第5天(LSCI、坏死率、免疫荧光、Western blot),第7、15、30天(神经纤维染色)

摘要

法舒地尔被报道对缺血性疾病具有保护作用,并能促进轴突生长。在本研究中,我们旨在评估其在促进皮瓣存活和再神经支配方面的功效。使用92只癌症研究所(ICR)小鼠,分为对照组、法舒地尔组、LY294002组、法舒地尔+LY294002组,分别每天腹腔注射生理盐水、法舒地尔(10 mg/kg)、LY294002(5 mg/kg)和法舒地尔(10 mg/kg)+LY294002(5 mg/kg)。在第0天和第5天,使用激光散斑对比成像(LSCI)评估四组皮瓣蒂部髂腰动脉的血流灌注和直径。第5天,对皮瓣拍照并使用Photoshop CS6计算皮瓣坏死率。此外,从皮瓣中采集组织并分为两部分。一部分进行常规冷冻切片和使用抗CD31抗体的免疫荧光染色,以评估四组的微血管密度。另一部分,使用蛋白质印迹法测定皮瓣内RhoA、ROCK1+2、p-CPI-17、p-MYPT、p-PTEN、p-PI3K、p-Akt和血管内皮生长因子(VEGF)的表达。此外,在皮瓣手术后第0、7、15和30天,使用抗神经丝蛋白200的抗体进行免疫荧光染色评估皮瓣内的轴突。结果显示,对照组、法舒地尔组、LY294002组、LY294002+法舒地尔组的坏死率分别为(24.4±7.7)%、(5.2±1.6)%、(29.8±4.2)%和(30.9±7.1)%。法舒地尔组皮瓣坏死率显著降低(P<.001)。LSCI和免疫荧光染色表明,法舒地尔能显著扩张蒂部髂腰动脉直径、增加总体血流灌注,并提高皮瓣微血管密度(P<.05),这些效应均可被PI3K抑制剂LY294002消除。第5天,法舒地尔组中p-CPI-17、p-MYPT和p-PTEN的表达下调,而p-PI3K、p-Akt和VEGF上调(P<.001)。至于再神经支配,神经丝蛋白200荧光染色显示,在皮瓣收获后第15天和第30天,仅在法舒地尔组观察到新轴突。可以得出结论,法舒地尔能同时改善皮瓣收获后的存活和轴突生长,这一双重功效是通过抑制RhoA/ROCK通路实现的,进而激活PI3K/AKT通路。

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
法舒地尔能否同时改善皮瓣存活和再神经支配,以及其作用机制是否涉及RhoA/ROCK和PI3K/Akt通路。
核心机制
法舒地尔抑制RhoA/ROCK通路,导致p-MYPT和p-CPI-17下调,增强MLCP活性,促进血管舒张和轴突生长;同时通过抑制PTEN磷酸化激活PI3K/Akt通路,上调VEGF表达,促进血管生成。
主要证据
小鼠皮瓣模型显示法舒地尔组坏死率显著降低,LSCI显示动脉直径和血流灌注增加,免疫荧光显示微血管密度增加,Western blot显示p-PI3K、p-Akt、VEGF上调,p-PTEN下调;LY294002可逆转这些效应。神经丝蛋白200染色显示法舒地尔组在第15天和第30天出现新轴突。
研究意义
研究首次证明法舒地尔在皮瓣模型中具有同时促进存活和再神经支配的双重功效,提示其可作为皮瓣术后的潜在治疗药物,并可能需要进一步的临床试验。

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

建立小鼠皮瓣模型和药物分组

评估法舒地尔及其与PI3K抑制剂联用对皮瓣存活和再神经支配的影响。

使用ICR小鼠,制备以髂腰血管为蒂的背部皮瓣;实验分为对照组、法舒地尔组、LY294002组、法舒地尔+LY294002组,每日腹腔注射相应药物。

2

评估皮瓣存活和血流动力学

检测法舒地尔对皮瓣坏死率和血流灌注的影响。

术后第5天拍照计算坏死率,使用LSCI测量第0天和第5天蒂部动脉直径和皮瓣血流灌注。

3

检测血管生成和分子机制

评估法舒地尔对微血管密度和相关信号通路蛋白表达的影响。

第5天取皮瓣组织,进行CD31免疫荧光染色评估微血管密度;Western blot检测RhoA、ROCK1+2、p-CPI-17、p-MYPT、p-PTEN、p-PI3K、p-Akt和VEGF表达。

4

评估皮瓣再神经支配

检测法舒地尔能否促进术后轴突生长。

在第0、7、15、30天取皮瓣组织,使用抗神经丝蛋白200抗体进行免疫荧光染色。

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
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
法舒地尔----
LY294002----
激光散斑对比成像仪Reward Life Technology Co., Ltd.--
Photoshop CS6Adobe--
抗CD31抗体BD Biosciences550274
抗神经丝蛋白200抗体SigmaSAB4200811
抗α平滑肌肌动蛋白抗体SigmaC6798
山羊抗兔IgG H&L (DyLight 488)抗体Abcamab96883
山羊抗兔IgG H&L (CY3)抗体Beyotimea0516
兔抗大鼠IgM/Alexa Fluor 488抗体BIOSS Antibodybs-0346R-AF488
RIPA裂解缓冲液Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
抗RhoA抗体BOSTERBM4479
抗ROCK1+ROCK2抗体Abcamab45171
抗PI3激酶p85抗体Cell Signaling Technology4257
抗磷酸化PI3激酶p85抗体Cell Signaling Technology4228
抗磷酸化Akt (Ser473)抗体Cell Signaling Technology9271
抗AKT1+AKT2+AKT3抗体Abcamab179463
磷酸化MYPT1 (Thr696)抗体Cell Signaling Technology5163
HRP标记的山羊抗小鼠IgGProteintechSA00001-1
HRP标记的山羊抗兔IgGProteintechSA00001-2

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
动物模型与分组
小鼠品系、年龄、体重、分组数量、皮瓣大小和位置
阅读提示:见Materials and Methods 2.1节
药物处理
药物剂量、给药方式、给药频率和时间
阅读提示:见Materials and Methods 2.1节
皮瓣血流检测
LSCI测量时间点、测量指标、图像分析
阅读提示:见Materials and Methods 2.1节和Outcomes 3.2节
组织学检测
免疫荧光染色的抗体、浓度、孵育条件、观察指标
阅读提示:见Materials and Methods 2.3节和Table 1
蛋白表达检测
Western blot的抗体、蛋白上样量、孵育条件
阅读提示:见Materials and Methods 2.4节和Table 1