血必净注射液通过降低Gasdermin D抑制中性粒细胞胞外诱捕网以逆转脓毒症小鼠肺损伤

Xuebijing injection inhibited neutrophil extracellular traps to reverse lung injury in sepsis mice via reducing Gasdermin D.

作者信息Ting Shang, Zhi-Sen Zhang, Xin-Tong Wang, Jing Chang, Meng-En Zhou, Ming Lyu, Shuang He, Jian Yang, Yan-Xu Chang, Yuefei Wang, Ming-Chun Li, Xiumei Gao, Yan Zhu, Yuxin Feng
PMID36467039
发布时间2022-11-16
DOI10.3389/fphar.2022.1054176

实验完整度

高

该研究包含体内(CLP小鼠模型)和体外(分离中性粒细胞)两个独立证据层级,并通过功能验证(NETs形成抑制、肺损伤改善)和机制验证(GSDMD通路、抑制剂disulfiram)进行支持。

主要模型

CLP诱导的脓毒症小鼠模型 小鼠骨髓来源中性粒细胞

重点核对

CLP模型:雄性ICR小鼠,8周龄,22-25g,盲肠结扎穿刺(18号针头) XBJ给药:尾静脉注射,剂量为18 ml/kg(高剂量),给药1天 NETs诱导:体外使用500 nM PMA刺激中性粒细胞6小时 GSDMD抑制剂:disulfiram(10 μM体外,50 mg/kg腹腔注射,CLP后0、12、24小时) 检测指标:肺组织病理、湿干比、伊文思蓝渗透、NETs标志物(CitH3、MPO、NE)表达

摘要

脓毒症和脓毒性休克的死亡率在全球范围内仍然很高。中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)的释放是脓毒症中器官衰竭和死亡的主要原因。靶向Gasdermin D(GSDMD)可以抑制NETs的形成,这对脓毒症的治疗很有前景。然而,目前尚未发现无严重安全性问题的药物用于此目的。血必净注射液(XBJ)已被证明可以缓解COVID-19和脓毒症患者的临床症状,但缺乏足够的动物研究来深入揭示其机制。因此,我们想知道XBJ是否通过抑制NETs形成来缓解脓毒症引起的肺损伤,并采用临床相关的多微生物感染模型来验证这一假设。首先,XBJ通过下调促炎趋化因子(如CSF-3、CXCL-2和CXCR-2)有效逆转了脓毒症引起的肺损伤,并抑制了中性粒细胞向肺部的募集。值得注意的是,我们发现XBJ显著降低了NETs成分蛋白的表达,包括瓜氨酸化组蛋白H3(CitH3)、髓过氧化物酶(MPO)和中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)。GSDMD有助于脓毒症中NETs的产生。值得注意的是,XBJ对GSDMD及其上游调节因子的表达表现出降低作用。此外,我们还发现XBJ通过抑制GSDMD相关基因的表达来逆转NETs的形成。总之,我们证明XBJ通过逆转GSDMD相关通路抑制NETs形成,从而保护脓毒症诱导的肺损伤。

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
血必净注射液(XBJ)是否通过抑制NETs形成来缓解脓毒症诱导的肺损伤,并探索其潜在分子机制。
核心机制
XBJ通过下调GSDMD表达及其上游调控因子(如caspase-11),抑制中性粒细胞NETs的形成。
主要证据
在CLP小鼠模型中,XBJ高剂量治疗显著减轻肺损伤(H&E、肺湿干比、伊文思蓝渗透),并降低NETs标志物(CitH3、MPO、NE)的表达;在体外,XBJ抑制PMA诱导的NETs形成,且在GSDMD抑制剂disulfiram存在时无叠加效应。
研究意义
该研究揭示了XBJ通过抑制GSDMD相关通路减少NETs形成,部分解释了其在脓毒症中的临床有效性,可能为COVID-19等疾病的治疗提供机制依据。

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

建立脓毒症小鼠模型并评估XBJ对肺损伤的改善作用

验证XBJ是否能够减轻脓毒症诱导的肺损伤。

采用盲肠结扎穿刺(CLP)建立脓毒症小鼠模型,给予不同剂量XBJ(3、9、18 ml/kg)尾静脉注射,24小时后评估生存率、肺组织病理(H&E染色)、肺湿干重比和血管通透性(伊文思蓝渗透)。

2

评估XBJ对中性粒细胞募集的抑制

检测XBJ是否减少中性粒细胞向肺部的募集。

通过免疫荧光染色检测肺组织中Ly6G和MPO表达,流式细胞术检测支气管肺泡灌洗液(BALF)、骨髓和外周血的中性粒细胞比例,并检测肺部趋化因子(CSF-3、CXCL-2等)mRNA表达。

3

检测XBJ对NETs形成的抑制作用

验证XBJ是否抑制NETs的形成。

通过免疫荧光、免疫组化和Western blot检测肺组织中NETs标志物CitH3、NE和MPO的表达。体外实验中,分离骨髓中性粒细胞,用PMA刺激诱导NETs形成,并加入XBJ处理,检测CitH3、NE、MPO表达。

4

检测XBJ对GSDMD及其上游基因表达的影响

探究XBJ是否通过抑制GSDMD通路发挥作用。

通过Western blot和免疫荧光检测肺组织和中性粒细胞中GSDMD和caspase-11蛋白表达;RT-PCR检测GSDMD上游基因(caspase-11、caspase-1、HMGB1、IL-18)的mRNA水平。

5

验证GSDMD在XBJ抑制NETs形成中的关键作用

验证XBJ通过抑制GSDMD表达来减少NETs形成。

使用GSDMD抑制剂disulfiram(DIS)处理CLP小鼠和体外中性粒细胞,比较DIS、XBJ单独及联合处理对NETs标志物(MPO、CitH3、NE)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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
三溴乙醇----
血必净注射液--Z20040033
兔抗NE抗体Biossbs-23549R
兔抗CitH3抗体AffinityAF0863
山羊抗兔IgG H&L(Alexa Fluor®488)Abcamab150077
山羊抗兔IgG H&L(Alexa Fluor®647)Abcamab150115
FITC抗小鼠F4/80抗体Biolegend123107
PE抗小鼠Ly-6G抗体Biolegend127607
FITC抗小鼠MPO抗体Abcamab90812
DAPI----
伊文思蓝Sigma-Aldrich--
Trizol试剂----
转录子第一链cDNA合成试剂盒Roche--
LightCycler 480 II 实时荧光定量PCR仪Roche--
SYBR Green qPCR核心试剂盒Roche--
RIPA裂解液Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒TransGen BiotechPC0020
SDS-PAGE上样缓冲液Beyotime BiotechnologyP0015L
兔抗CitH3抗体----
兔抗caspase-11抗体AffinityDF7609
兔抗GSDMD抗体AffinityAF4012
兔抗CXCR-2抗体Biossbs-1629R
兔抗MPO抗体Abcamab208670
兔抗GAPDH抗体ImmunowayYM3029
山羊抗兔IgG二抗ZSbioZB-2301
EasySee Western Blot试剂盒TransGen BiotechDW101-02
DAB显色试剂盒Boster BioAR1022
FITC抗小鼠CD11b抗体Biolegend101206
Percoll分离液Sigma--
RPMI 1640培养基----
胎牛血清----
青霉素和链霉素----
96孔板Costar--
佛波醇12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯----
0.5% Triton X-100----
AlexaFluor 488偶联的山羊抗兔IgG抗体Abcam--
AlexaFluor 555偶联的山羊抗兔IgG抗体Abcam--
Hoechst 33342--H1399
脂多糖SigmaL2880
三磷酸腺苷SigmaA7699
碘化丙啶Solarbio--
乳酸脱氢酶检测试剂盒Beyotime BiotechnologyC0016
双硫仑MedChemExpress97-77-8
芝麻油----

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;CLP操作参数(针头规格、穿刺次数、粪便挤出量)
阅读提示:Methods:Cecal ligation puncture model
药物处理
XBJ剂量、给药途径、给药时间;对照组设置(Sham、CLP)
阅读提示:Methods:Cecal ligation puncture model;Figure 1 legend
组织病理学
取材时间、固定液、切片厚度、染色方法
阅读提示:Methods:Hematoxylin and eosin staining;Figure 1 legend
血管通透性
伊文思蓝剂量、给药时间、检测方法
阅读提示:Methods:Evans blue albumin permeability measurement;Figure 1 legend
中性粒细胞分离与刺激
骨髓中性粒细胞分离方法(Percoll梯度浓度)、细胞纯度、刺激剂浓度(PMA、LPS、ATP)、刺激时间
阅读提示:Methods:The isolation of neutrophils;Visualization of NETs...;Figure 5 legend
NETs检测
抗体来源、稀释比例、孵育时间;检测指标(CitH3、NE、MPO)
阅读提示:Methods:Immunofluorescence assay;Western blotting;Immunohistochemistry assay
GSDMD通路验证
GSDMD抑制剂disulfiram的浓度、给药方式、给药时间;检测基因(caspase-11、caspase-1、HMGB1、IL-18)
阅读提示:Methods:The application of GSDMD inhibitor;Figure 7 legend;Figure 8 legend
统计分析
样本量、统计方法、显著性水平
阅读提示:Methods:Statistical analysis