二号费肺方通过GSK-3β/mTOR通路诱导自噬改善肺纤维化

Number 2 Feibi Recipe Ameliorates Pulmonary Fibrosis by Inducing Autophagy Through the GSK-3β/mTOR Pathway.

作者信息Haoge Liu, Qinglu Pang, Fang Cao, Zhaoheng Liu, Wan Wei, Zhipeng Li, Qi Long, Yang Jiao
PMID35903328
发布时间2022-07-12
DOI10.3389/fphar.2022.921209

实验完整度

研究包含体内动物模型(BLM诱导的肺纤维化小鼠)、组织病理学、氧化应激指标检测、自噬相关蛋白分析及机制验证(GSK-3β/mTOR通路),多个证据层级。

主要模型

博来霉素诱导的肺纤维化小鼠模型(C57BL/6J雄性小鼠)

重点核对

博来霉素剂量:2 u/kg,经气道滴注 N2FBR给药剂量:21.02 g/kg,每日灌胃一次;SB216763剂量:20 mg/kg,腹腔注射每周两次 动物分组:假手术组、模型组、N2FBR组、SB组,每组10只小鼠 实验周期:21天后处死小鼠

摘要

二号费肺方(N2FBR)是一种治疗特发性肺纤维化的中药复方。我们之前已经证明,N2FBR通过增加自噬抑制肺泡上皮细胞中H2O2介导的氧化应激损伤。然而,在体内是否存在类似的机制尚不清楚。在这项工作中,我们通过气道滴注博来霉素(BLM)建立肺纤维化模型,以检查N2FBR对肺纤维化的影响并探讨其可能的机制。我们发现,N2FBR治疗有效减轻了间质纤维化和胶原沉积,主要通过上调SOD、GSH-Px、T-AOC和下调MDA含量。N2FBR还增加了LC3B、Beclin-1、LAMP1、TFEB的表达,并下调了p62、legumain的表达。TEM观察结果显示,N2FBR处理增加了自噬体的产生。此外,我们探讨了N2FBR通过GSK-3β/mTOR信号通路发挥其抗氧化应激和促自噬作用。因此,这些结果为N2FBR在肺纤维化中的保护作用提供了进一步的证据。我们的发现可能对抗纤维化治疗的发展产生影响。

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
N2FBR是否通过诱导自噬减轻博来霉素诱导的肺纤维化,以及其潜在机制是否涉及GSK-3β/mTOR通路?
核心机制
N2FBR通过抑制GSK-3β/mTOR信号通路,激活自噬并保护溶酶体功能,从而减轻氧化应激和胶原沉积。
主要证据
在BLM诱导的肺纤维化小鼠模型中,N2FBR减轻了组织学损伤和胶原沉积,降低了α-SMA、Col I、Col III、HYP和TGF-β1水平,上调了抗氧化酶(SOD、GSH-Px、T-AOC),降低了MDA,增加了自噬相关蛋白(LC3B、Beclin-1、LAMP1、TFEB)的表达,降低了p62和legumain,并抑制了p-GSK-3β和p-mTOR的磷酸化。
研究意义
该研究为N2FBR作为特发性肺纤维化的潜在治疗药物提供了实验依据,并提出了通过调节自噬和GSK-3β/mTOR通路治疗IPF的新策略。

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

建立肺纤维化小鼠模型

通过气道滴注博来霉素诱导小鼠肺纤维化模型,以模拟人类IPF的病理过程。

雄性C57BL/6J小鼠(22-24 g)随机分为四组,经气道滴注博来霉素(2 u/kg)或等量生理盐水建立模型。

2

N2FBR和SB216763给药处理

评估N2FBR和GSK-3β抑制剂SB216763对肺纤维化的干预效果。

模型建立后第二天开始,N2FBR组每日灌胃给药21.02 g/kg,SB组每周两次腹腔注射SB216763(20 mg/kg),对照组给予等量溶剂。

3

组织病理学评估

观察肺组织炎症和纤维化程度。

肺组织切片进行H&E和Masson三色染色,评估肺泡炎评分和Ashcroft评分,并计算胶原面积。

4

纤维化标志物检测

量化胶原沉积和肌成纤维细胞活化相关指标。

通过免疫组化检测Col I表达,ELISA检测α-SMA、Col III、HYP和TGF-β1水平。

5

氧化应激指标检测

评估N2FBR对氧化应激的调节作用。

检测血清中MDA、SOD、GSH-Px和T-AOC水平。

6

自噬相关蛋白表达分析

评估N2FBR对自噬的影响。

Western blot检测LC3B、P62、Beclin-1、LAMP1、Legumain等表达,免疫组化和免疫荧光检测P62、Legumain、TFEB。

7

自噬体超微结构观察

通过透射电镜确认自噬体的形成。

肺组织固定后制备超薄切片,使用TEM观察自噬囊泡和线粒体形态。

8

信号通路机制验证

验证N2FBR是否通过GSK-3β/mTOR通路发挥抗纤维化作用。

Western blot检测GSK-3β、p-GSK-3β、mTOR、p-mTOR的表达。

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
SB216763MedChem Express--
博来霉素Fresenius Kabi--
HE染色试剂盒SolarbioG1120
Masson三色染色试剂盒SolarbioG1340
MDA检测试剂盒Jiancheng Bioengineering InstituteA015-2-1
SOD检测试剂盒Jiancheng Bioengineering InstituteA003-1-2
T-AOC检测试剂盒Jiancheng Bioengineering InstituteA001-3-2
TGF-β1 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-0162c
兔抗LC3A/B抗体AffinityAF5402
兔抗SQSTM1/p62抗体AffinityAF5384
兔抗Beclin 1抗体AffinityAF5182
兔抗LAMP1抗体AffinityDF7033
兔抗总mTOR抗体AffinityAF6308
兔抗磷酸化mTOR (Ser2448)抗体AffinityAF3308
兔抗总GSK3β抗体AffinityAF5016
兔抗磷酸化GSK3β (Ser9)抗体AffinityAF2016
山羊抗兔IgG-HRP抗体AffinityS0001
山羊抗兔IgG-FITC抗体AffinityS0008
兔抗I型胶原α1抗体Biossbs-20124R
兔抗Legumain抗体Biossbs-3907R
兔抗TFEB抗体Biossbs-5137R
BCA蛋白浓度测定试剂盒MDLMD913053
PVDF膜Millipore--
透射电子显微镜(JEM-1400)JEOL--

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(C57BL/6J)、性别(雄性)、体重(22-24 g)、博来霉素剂量(2 u/kg)及给药途径(气道滴注)
阅读提示:Materials and Methods - Animals and Animal Model and Experimental Design
给药方案
N2FBR剂量(21.02 g/kg)及给药途径(灌胃)、SB216763剂量(20 mg/kg)及给药途径(腹腔注射)、给药频率(N2FBR每日一次,SB216763每周两次)、给药起始时间(造模后第二天)
阅读提示:Materials and Methods - Animal Model and Experimental Design
组织病理学
固定方式(4%多聚甲醛)、切片厚度(3 μm)、染色方法(HE和Masson)、评分方法(肺泡炎评分和Ashcroft评分)
阅读提示:Materials and Methods - Hematoxylin-Eosin and Masson Staining
氧化应激指标
检测指标(MDA、SOD、GSH-Px、T-AOC)及检测样本(血清)
阅读提示:Materials and Methods - Determination of Oxidative Stress Biomarkers and Fibrosis Biomarkers
自噬相关蛋白
检测蛋白(LC3B、P62、Beclin-1、LAMP1、Legumain、TFEB)及方法(Western blot、免疫组化、免疫荧光)
阅读提示:Materials and Methods - Western Blot and Immunohistochemical and Immunofluorescence Staining
信号通路验证
检测蛋白(p-GSK-3β、GSK-3β、p-mTOR、mTOR)及方法(Western blot)
阅读提示:Results - Number 2 Feibi Recipe Activates the GSK-3β/mTOR Signalling Pathway to Trigger Autophagy