宣肺败毒方通过CXCL2/CXCR2信号通路调节NETs形成参与急性肺损伤

Xuanfei Baidu Decoction regulates NETs formation via CXCL2/CXCR2 signaling pathway that is involved in acute lung injury.

作者信息Mengen Zhou, Yiman Liu, Honglin Qin, Ting Shang, Zhifeng Xue, Shuang Yang, Han Zhang, Jian Yang
PMID36933379
发布时间2023-05
DOI10.1016/j.biopha.2023.114530

实验完整度

包含小鼠模型、原代中性粒细胞体外实验、多种分子检测(IF、IHC、WB、ELISA、RT-PCR、流式)及网络药理学分析,多层级验证。

主要模型

LPS诱导的ALI小鼠模型 小鼠骨髓来源中性粒细胞

重点核对

LPS气管滴注剂量4 mg/kg,造模后2天检测 XFBD给药剂量:低2.3 g/kg、中4.6 g/kg、高9.2 g/kg,灌胃给药2天 阳性药地塞米松剂量5 mg/kg 体外中性粒细胞用PMA 500 nM刺激6小时,XFBD浓度50、100、200 μg/mL

摘要

急性肺损伤(ALI)和急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是新型冠状病毒肺炎(COVID-19)患者中危及生命的症状。宣肺败毒方(XFBD)是推荐用于COVID-19患者的一线中药方剂治疗策略。先前的研究通过多种模型系统证明了XFBD及其有效成分的抗炎和抗感染药理作用及机制,为其临床应用提供了生物学解释。我们之前的工作揭示了XFBD通过PD-1/IL17A信号通路抑制巨噬细胞和中性粒细胞浸润。然而,后续的生物学过程尚未完全阐明。在此,我们提出一个假设:在脂多糖(LPS)诱导的ALI小鼠中,XFBD给药后可调节中性粒细胞介导的免疫反应,包括中性粒细胞胞外陷阱(NETs)的形成和血小板-中性粒细胞聚集体(PNAs)的产生。其背后的机制也首次得到解释,即XFBD通过CXCL2/CXCR2轴调节NETs形成。总之,我们的研究结果证明了XFBD在抑制中性粒细胞浸润后的连续免疫反应,并揭示了开发XFBD靶向中性粒细胞以改善临床过程中ALI的疗法。

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
XFBD在LPS诱导的ALI中是否调节中性粒细胞介导的免疫反应(NETs形成和PNAs生成),其机制是否涉及CXCL2/CXCR2信号通路?
核心机制
XFBD通过抑制CXCL2/CXCR2信号通路,减少中性粒细胞浸润,从而抑制NETs形成和血小板-中性粒细胞聚集,减轻ALI。
主要证据
LPS诱导的ALI小鼠中,XFBD高剂量组降低肺组织CXCL2和CXCR2的mRNA和蛋白水平,同时减少NETs标志物MPO和H3Cit的表达及PNAs形成;体外PMA刺激的中性粒细胞中,XFBD(100和200 μg/mL)减少NETs形成。
研究意义
该研究支持XFBD靶向中性粒细胞作为改善ALI的潜在治疗策略,为临床应用中XFBD治疗ALI提供了机制依据。

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LPS诱导的ALI小鼠模型及XFBD干预

评估XFBD对LPS诱导的ALI小鼠肺损伤的保护作用

C57BL/6小鼠气管滴注LPS(4 mg/kg)建立ALI模型,灌胃给予XFBD(2.3、4.6、9.2 g/kg)或地塞米松(5 mg/kg)或生理盐水,连续2天,收集肺组织和BALF。

2

检测肺损伤指标和炎症因子

评估XFBD对肺水肿和炎症反应的影响

通过μCT扫描观察肺阴影和渗漏面积,检测BALF中总蛋白、IL-6和TNF-α浓度。

3

评估中性粒细胞浸润

验证XFBD对中性粒细胞募集的抑制作用

通过免疫荧光检测肺组织Ly-6G表达,流式细胞术分析BALF中Ly-6G+中性粒细胞比例,RT-PCR检测CSF2和CXCL3 mRNA表达。

4

评估NETs形成

验证XFBD对NETs形成的抑制作用

通过免疫荧光检测肺组织MPO和H3Cit表达,Western blot检测MPO蛋白,RT-PCR检测PAD4 mRNA;体外分离小鼠骨髓中性粒细胞,PMA刺激,免疫荧光检测NETs形成。

5

评估血小板-中性粒细胞聚集

验证XFBD对PNAs形成的抑制作用

通过流式细胞术检测外周血中CD41+Ly-6G+细胞(PNAs),免疫荧光检测肺组织CD62P和MPO共定位,RT-PCR检测P-selectin和PSGL-1 mRNA。

6

网络药理学分析

筛选XFBD治疗ALI的潜在靶点和通路

通过TCMSP和BATMAN-TCM数据库筛选XFBD靶点,GeneCards获取中性粒细胞相关靶点,取交集,进行IPA通路富集分析。

7

验证CXCL2/CXCR2通路

验证XFBD是否通过CXCL2/CXCR2通路发挥保护作用

通过免疫组化检测肺组织CXCL2表达,免疫荧光检测CXCR2表达,RT-PCR检测CXCL2、CXCR2和CXCR1 mRNA。

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
宣肺败毒方Tianjin Modern TCM Innovation CenterTRT 200302
脂多糖Sigma-AldrichL2880
佛波醇肉豆蔻酸乙酸酯Sigma-AldrichP1585
地塞米松Shanghai yuanye Bio-Technology Co., Ltd--
抗髓过氧化物酶抗体Abcamab208670
抗组蛋白H3(三甲基K27)抗体Abcamab6002
Alexa Fluor®488标记的山羊抗大鼠二抗Abcamab150157
Alexa Fluor®488标记的驴抗小鼠二抗Abcamab150105
Alexa Fluor®647标记的驴抗兔二抗Abcamab150075
纯化抗小鼠/大鼠CD62P(P-选择素)抗体Biolegend148301
APC标记抗小鼠Ly-6G抗体Biolegend127613
PE标记抗小鼠CD41抗体Biolegend133906
抗CXCL2抗体Biossbs-1162R
抗CXCR2抗体Biossbs-1629R
小鼠IL-6 ELISA试剂盒ABclonalRK00008
小鼠TNF-α ELISA试剂盒ABclonalRK00027
珀可Solarbio--
脱氧核糖核酸酶ISolarbioD8070-15KU
ECL化学发光试剂盒MedChemExpress--
Hoechst 33342SolarbioC0031
DAB底物试剂盒--AR1022
TRIzol™试剂----
Transcriptor第一链cDNA合成试剂盒----
Bestar™ qPCR预混液----
倒置荧光显微镜Leica--
Operetta高内涵筛选系统Seahorse Bioscience--
Micro-CT Quantum FX μCT软件PerkinElmer--
Attune NxT流式细胞仪Thermo Fisher Scientific--
LightCycler®480实时荧光定量PCR仪Roche--

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、体重、LPS剂量、给药途径、XFBD剂量、给药方式及时间
阅读提示:Methods 2.2 Animal models
体外中性粒细胞实验
中性粒细胞分离方法、纯度、PMA浓度、刺激时间、XFBD浓度、DNase I对照
阅读提示:Methods 2.5 Production of NETs by isolated neutrophils
NETs检测
抗体浓度、免疫荧光定量方法、Western blot条件、PAD4 mRNA检测
阅读提示:Methods 2.3, 2.6, 2.11; Figure 3
血小板-中性粒细胞聚集检测
外周血采集比例、红细胞裂解、抗体浓度、流式设门策略、免疫荧光双标
阅读提示:Methods 2.10 Flow cytometry analysis; Figure 4
通路验证
CXCL2和CXCR2的检测方法(IHC/IF/RT-PCR)、抗体稀释度、引物序列
阅读提示:Methods 2.3, 2.4, 2.11; Figure 6