Ac2-26通过调节IL-22/IL-22R1/STAT3信号通路减轻小鼠肝脏缺血再灌注损伤

Ac2-26 attenuates hepatic ischemia-reperfusion injury in mice via regulating IL-22/IL-22R1/STAT3 signaling.

作者信息Wanzhen Li, Hongxin Jiang, Chen Bai, Shuna Yu, Yitong Pan, Chenchen Wang, Huiting Li, Ming Li, Yaxin Sheng, Fangfang Chu, Jie Wang, Yuting Chen, Jianguo Li, Jiying Jiang
PMID36193422
期刊PeerJ
发布时间2022-09-28
DOI10.7717/peerj.14086

实验完整度

包含体内小鼠HIRI模型和体外AML12细胞氧化损伤模型,并进行了功能验证(凋亡、氧化应激、线粒体功能)和机制验证(STAT3通路及CLN干预)

主要模型

C57BL/6小鼠肝脏缺血再灌注模型 AML12小鼠肝细胞系

重点核对

Ac2-26给药剂量:250 µg/kg(小鼠)和0.8 µM(细胞);给药方式:腹腔注射;给药时间:缺血前30 min 细胞处理:200 µM H2O2诱导损伤,Ac2-26处理6 h;CLN(1 µM)预处理1 h 小鼠模型:C57BL/6小鼠,雄性,6-8周龄,22-25 g,随机分为4组(每组n=8) 缺血再灌注条件:夹闭肝蒂左、中叶分支45 min,再灌注24 h 统计设计:至少三次重复,数据以均值±SEM表示,使用单因素方差分析和LSD检验

摘要

肝脏缺血再灌注损伤(HIRI)是与肝脏手术相关的发病率和死亡率的主要原因之一。Ac2-26是膜联蛋白A1蛋白的短肽,已被证明对缺血再灌注损伤具有保护作用。然而,它是否对HIRI发挥保护作用尚未见报道。建立HIRI小鼠模型和H2O2诱导的AML12细胞氧化损伤模型,以研究Ac2-26是否通过调节IL-22/IL-22R1/STAT3信号通路的激活来减轻HIRI。通过多种与肝功能、凋亡、炎症反应、线粒体功能以及IL-22、IL-22R1、p-STAT3Tyr705表达相关的生化参数来测量Ac2-26的保护作用。我们发现Ac2-26降低了Suzuki评分和细胞死亡率,并提高了HIRI后的细胞活力。此外,我们揭示Ac2-26显著减少了凋亡肝细胞的数量,以及cleaved-caspase-3的表达和Bax/Bcl-2比值。此外,HIRI增加了丙二醛(MDA)、NADP+/NADPH比值和活性氧(ROS)的含量,而Ac2-26显著降低了它们。另外,Ac2-26显著减轻了线粒体功能障碍,表现为三磷酸腺苷(ATP)含量和线粒体膜电位增加,线粒体DNA(mtDNA)损伤减少。最后,我们揭示Ac2-26预处理能显著抑制IL-22/IL-22R1/STAT3信号的激活。总之,这项工作表明Ac2-26通过减少氧化应激和抑制线粒体凋亡途径改善HIRI,这可能与抑制IL-22/IL-22R1/STAT3信号通路密切相关。

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
Ac2-26是否能够减轻肝脏缺血再灌注损伤,其机制是否与调节IL-22/IL-22R1/STAT3信号通路有关?
核心机制
Ac2-26通过抑制IL-22/IL-22R1/STAT3信号通路的激活,减少氧化应激和线粒体凋亡途径,从而减轻HIRI。
主要证据
在小鼠HIRI模型和H2O2诱导的AML12细胞模型中,Ac2-26降低了Suzuki评分、细胞死亡率、凋亡细胞数、cleaved-caspase-3表达和Bax/Bcl-2比值,减少了MDA、ROS和NADP+/NADPH比值,改善了线粒体功能,并抑制了IL-22、IL-22R1和p-STAT3Tyr705的表达;STAT3激活剂CLN逆转了Ac2-26的保护作用。
研究意义
本研究为Ac2-26在HIRI治疗中的临床应用提供了初步证据,并可能有助于开发更有效的HIRI疗法。

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

建立体内和体外损伤模型

模拟肝脏缺血再灌注损伤和氧化应激损伤,以研究Ac2-26的保护作用。

建立小鼠HIRI模型(夹闭肝蒂45 min再灌注24 h)和H2O2诱导的AML12细胞氧化损伤模型(200 µM H2O2处理6 h)。

2

评估肝损伤和组织形态学

评估Ac2-26对HIRI小鼠肝组织病理损伤的影响。

通过HE染色观察肝组织病理变化,并使用Suzuki评分评估损伤程度。

3

检测炎症反应

评估Ac2-26对HIRI诱导的炎症因子表达的影响。

通过Western blot检测肝组织中TNF-α、IL-6、IL-1β蛋白表达,ELISA检测血清TNF-α水平。

4

检测细胞凋亡

评估Ac2-26对体内和体外凋亡的影响。

TUNEL染色检测体内凋亡,Hoechst 33342染色和Annexin V-APC/7-AAD流式检测体外凋亡,Western blot检测凋亡相关蛋白。

5

评估氧化应激水平

评估Ac2-26对HIRI诱导的氧化应激的影响。

检测肝脏MDA含量、NADP+/NADPH比值,以及AML12细胞内ROS水平。

6

评估线粒体功能

评估Ac2-26对H2O2诱导的线粒体损伤的影响。

检测mtDNA损伤(qRT-PCR检测mtAtp6/Rp113、COX-1、ND1),线粒体膜电位(Rh123染色),ATP含量。

7

检测IL-22/IL-22R1表达

评估Ac2-26对HIRI诱导的IL-22及其受体表达的影响。

qRT-PCR和Western blot检测IL-22和IL-22R1的mRNA和蛋白表达。

8

检测STAT3信号通路激活

评估Ac2-26对HIRI诱导的STAT3激活的影响,并验证其机制。

Western blot检测p-STAT3Tyr705表达,并使用STAT3激活剂CLN干预以验证Ac2-26的保护作用依赖于抑制STAT3。

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
Ac2-26Qiang Yao Biotechnology Company--
Colivelin TFAMedChemExpressHY-P1061A
过氧化氢Sigma18304
细胞计数试剂盒-87sea-biotechC008
抗cleaved-caspase-3抗体Cell Signaling Technology9665
抗磷酸化STAT3 (Tyr705)抗体Cell Signaling Technology9145
抗IL-22抗体Biossbs-2623R
抗IL-22R1抗体Biossbs-2624R
抗IL-6抗体Biossbs-0782R
抗IL-1β抗体Biossbs-0812R
抗Bax抗体Santa Cruzsc-526
抗Bcl-2抗体BosterBA0412
抗GAPDH抗体Proteintech Group60004-1-Ig
辣根过氧化物酶标记的抗小鼠二抗ZSGB-BIOZB-2301
VECTASHIELD封片剂(含DAPI)Vector LabH-1200-10
FITC标记的二抗Jackson Immunoresearch805-095-180
丙二醛检测试剂盒Nanjing JianchengA003-1-1
小鼠TNF-α ELISA试剂盒Multi ScienceEK282/3
TUNEL检测试剂盒BeyotimeC1089
NADP+/NADPH检测试剂盒BeyotimeS0179
BCA蛋白检测试剂盒BeyotimeP0012
ATP检测试剂盒BeyotimeS0026
Annexin V-APC/7-AAD检测试剂盒Biolegend640930
抗TNF-α抗体SolarbioK009343M
RIPA裂解液SolarbioR0020
活性氧检测试剂盒SolarbioCA1410
ReverTra Ace qPCR RT试剂盒TOYOBOFSQ-101
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific15596026
DME/F-12培养基HycloneSH30023.01
脱脂奶粉YiliQ/NYLB00395
超敏增强化学发光底物试剂盒Yanxi BiotechnologyECL-P-100
AML12细胞系Chinese Academy of Sciences Cell BankRRID: CVCL_0140
FACS Aria3流式细胞仪Becton-Dickinson--
酶标仪(Multiskan FC)Thermo Fisher--
荧光显微镜(Olympus FV500)Olympus--
ChemiDoc Touch成像系统Bio-Rad--

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、分组、样本量、Ac2-26剂量、给药途径和时间
阅读提示:Materials and Methods: Animals and treatments
细胞模型
细胞系、培养条件、H2O2浓度、Ac2-26浓度、CLN浓度及处理时间
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture and treatment
组织学评估
HE染色步骤、Suzuki评分标准
阅读提示:Materials and Methods: Histopathological examination
凋亡检测
TUNEL染色、Hoechst染色、Annexin V-APC/7-AAD流式凋亡检测的样本处理
阅读提示:Materials and Methods: TUNEL staining, Hoechst 33342 staining, Annexin V-APC/7-AAD assay
氧化应激检测
MDA检测的组织量、NADP+/NADPH检测的组织量、ROS检测的细胞处理
阅读提示:Materials and Methods: MDA assays, NADP+/NADPH ratio determined, Detection of ROS level
线粒体功能检测
qRT-PCR引物序列、Rh123染色浓度和时间、ATP检测方法
阅读提示:Materials and Methods: Quantitative real-time PCR (qRT–PCR), Rhodamine 123 staining, Enhanced ATP assay
机制验证
STAT3激活剂CLN的预处理条件,Western blot检测的抗体及浓度
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture and treatment, Western blotting; Results: Ac2-26 prevented the activation of STAT3 induced by HIRI