青蒿素通过抑制小胶质细胞活化经由TLR4/Myd88/NF-κB通路在MPTP帕金森病小鼠模型中发挥保护作用

Artemisinin exerts a protective effect in the MPTP mouse model of Parkinson's disease by inhibiting microglial activation via the TLR4/Myd88/NF-KB pathway.

作者信息Jing Lv, Jing Zhu, Peihan Wang, Tongyu Liu, Jiang Yuan, Huan Yin, Yiran Lan, Qiang Sun, Zhifeng Zhang, Guoda Ding, Chenxi Zhou, Huajie Wang, Zihan Wang, Yunfu Wang
PMID36691817
发布时间2023-04
DOI10.1111/cns.14063

实验完整度

包含动物模型(MPTP诱导C57小鼠)和细胞模型(MPP+诱导BV-2细胞)两个独立证据层级,并通过行为学、免疫组化、Western blot、ELISA、流式等明确功能验证与机制验证。

主要模型

MPTP诱导的C57小鼠帕金森病模型 MPP+诱导的BV-2小胶质细胞活化模型

重点核对

MPTP小鼠模型:雄性C57小鼠(8周龄,20-25g),MPTP腹腔注射25mg/kg,连续7天 青蒿素处理:18mg/kg腹腔注射,MPTP注射后2小时,连续14天 BV-2细胞模型:1μM MPP+处理24小时 青蒿素处理:5μM预处理2小时,然后MPP+处理24小时 TLR4激活剂:LPS 10μg/L与MPP+共同处理24小时 行为学测试:爬杆实验与挂线实验 检测指标:TH阳性细胞数、Iba-1表达、TNF-α和IL-1β水平、细胞活力与凋亡

摘要

目的:我们进行了细胞和动物实验,以探讨青蒿素对帕金森病(PD)的治疗作用及TLR4/Myd88信号通路。方法:C57小鼠随机分为空白组、1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)诱导组和青蒿素治疗组。比较三组的临床症状、黑质多巴胺能(DAergic)神经元数量和小胶质细胞活化。随后,比较空白组、MPP+处理组、青蒿素处理组和TLR4激活剂处理组中BV-2细胞活化和TLR4/Myd88通路组分的表达。结果:与对照处理的MPTP诱导PD模型小鼠相比,青蒿素治疗的MPTP诱导PD模型小鼠的行为症状得到改善,中脑黑质DAergic神经元数量增加,小胶质细胞活化减少(p < 0.05)。细胞实验显示,青蒿素处理减少了MPP+诱导的BV-2细胞活化,并抑制了TLR4/Myd88信号通路。此外,TLR4激活剂LPS抑制了青蒿素对BV-2细胞模型的作用(p < 0.05)。结论:青蒿素可能通过TLR4介导的MyD88依赖性信号通路减少小胶质细胞活化,从而减轻PD小鼠模型中DAergic神经元的损伤。然而,这一发现不能解释小胶质细胞与DAergic神经元之间的关系。

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
青蒿素对帕金森病是否具有治疗作用,及其是否通过TLR4/Myd88/NF-κB通路抑制小胶质细胞活化来保护多巴胺能神经元?
核心机制
青蒿素通过抑制TLR4/Myd88/NF-κB信号通路,减少小胶质细胞活化,从而减轻DAergic神经元损伤。
主要证据
动物实验中,青蒿素改善MPTP小鼠行为障碍、增加TH阳性细胞数、降低Iba-1表达;细胞实验中,青蒿素降低MPP+诱导的BV-2细胞活性、Iba-1表达及TNF-α/IL-1β水平,并减少TLR4、Myd88、NF-κB p65及磷酸化水平,而TLR4激活剂LPS可逆转这些效应。
研究意义
作者提出青蒿素可能成为未来治疗帕金森病的临床药物,为PD治疗提供新策略。

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MPTP诱导的PD小鼠模型并进行行为学评估

验证青蒿素能否改善MPTP诱导的PD模型小鼠的运动功能障碍。

C57小鼠随机分为空白组、MPTP模型组和青蒿素治疗组;MPTP腹腔注射25mg/kg连续7天,青蒿素18mg/kg腹腔注射连续14天;通过爬杆实验和挂线实验评估运动功能。

2

评估DAergic神经元损伤与小胶质细胞活化

检验青蒿素对MPTP诱导的DAergic神经元损伤的保护作用,并观察小胶质细胞活化变化。

取中脑组织进行免疫组化检测TH阳性细胞数,Western blot检测TH和Iba-1蛋白表达。

3

建立MPP+诱导的BV-2细胞活化模型并验证青蒿素作用

在细胞水平验证青蒿素对MPP+诱导的小胶质细胞活化的抑制作用。

BV-2细胞分为对照组、MPP+组、青蒿素处理组;CCK-8检测细胞活力,免疫荧光检测Iba-1表达,ELISA检测TNF-α和IL-1β,流式检测细胞凋亡。

4

验证TLR4在青蒿素抑制细胞活化中的作用

确定青蒿素的作用是否依赖于抑制TLR4。

在青蒿素处理基础上加入TLR4激活剂LPS,比较TLR4表达及细胞活化指标。

5

验证TLR4/Myd88/NF-κB通路介导青蒿素的作用

明确青蒿素抑制小胶质细胞活化的分子机制。

在BV-2细胞中检测TLR4、Myd88、NF-κB p65及p-NF-κB p65蛋白表达,并检测炎症因子水平。

6

在PD小鼠模型中验证TLR4/Myd88/NF-κB通路变化

验证动物模型中青蒿素对TLR4/Myd88/NF-κB通路的影响。

取小鼠中脑组织,Western blot检测通路蛋白表达,ELISA检测炎症因子水平。

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
1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶Sigmam0896
生理盐水WuhanfuxingH20043320
TH抗体ServicebioGB11181
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG(H+L)BeyotimeA0208
RIPA裂解液ApplygenC1053
磷酸酶抑制剂混合物BeyotimeP1081
TH抗体CST13106S
TLR4抗体CST14358S
Myd88抗体CST4283S
NF-κB抗体CST8242T
磷酸化NF-κB抗体CST3033T
β-actin抗体CST8457S
化学发光HRP底物MilliporeP90720
DMEM培养基HyCloneAG29853165
胎牛血清VivacellC04001-500
青霉素-链霉素BeyotimeC0222
1-甲基-4-苯基吡啶离子MCEHY-W008719
脂多糖BeyotimeS1732
TNF-α ELISA试剂盒NeobioscienceEMC102a
IL-1β ELISA试剂盒NeobioscienceEMC001b
胰蛋白酶BeyotimeC0207
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒LableadAF2020-50T
CCK-8试剂盒BiosharpBS350B
Iba-1抗体Abcamab178846
APC偶联的山羊抗兔IgG H&L抗体Biossbs-0295G-APC

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
动物模型建立
小鼠品系、性别、年龄、体重;MPTP剂量、给药途径、频率、持续时间;青蒿素剂量、溶剂、给药时间;对照组处理。
阅读提示:Materials and Methods: Animal model establishment (Section 2.1)
行为学实验
爬杆实验和挂线实验的具体设备、测试时间点、记录指标。
阅读提示:Materials and Methods: Behavioral experiments (Section 2.2); Figure 1 legends
免疫组化
组织固定、包埋、切片厚度;抗体稀释度;染色和图像采集方法。
阅读提示:Materials and Methods: Immunohistochemistry (Section 2.3); Figure 2 legends
Western blot
蛋白提取方法;抗体稀释度;免疫印迹条件(封闭、一抗、二抗孵育时间、检测)。
阅读提示:Materials and Methods: Western blot analysis (Section 2.4); Figure legends 2,4,5,6
细胞培养与处理
BV-2细胞来源;培养基、血清、双抗浓度;MPP+浓度和处理时间;青蒿素浓度和预处理时间;LPS浓度和处理方案。
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture and treatment (Section 2.5)
ELISA
所用试剂盒的具体操作;样品收集和处理;检测波长。
阅读提示:Materials and Methods: Measurement of TNF-α and IL-1β levels (Section 2.6)
流式细胞术
细胞收集、染色步骤、上机仪器;细胞凋亡分析门控策略。
阅读提示:Materials and Methods: Flow cytometry analysis (Section 2.7)
细胞活力检测
CCK-8试剂盒操作步骤;细胞接种密度;检测时间。
阅读提示:Materials and Methods: Cell viability (Section 2.8)
免疫荧光
细胞固定、透化、封闭步骤;一抗和二抗浓度;DAPI染色;图像采集。
阅读提示:Materials and Methods: Immunofluorescence (Section 2.9)
统计分析
数据正态性检验;组间比较方法;显著性阈值。
阅读提示:Materials and Methods: Statistical analysis (Section 2.10)