岩白菜素对异烟肼和利福平诱导的肝损伤的影响:基于RNA测序的研究

The Effect of Bergenin on Isonicotinic Acid Hydrazide and Rifampicin-Induced Liver Injury Revealed by RNA Sequencing.

作者信息Ting Li, Chaoyue Yang, Houkang Cao, Siyi Mo, Bo Li, Zhipeng Huang, Ruobing Zhang, Jianzhao Wu, Kefeng Zhang, Ya Gao
PMID37513369
期刊Molecules
发布时间2023-07-19
DOI10.3390/molecules28145496

实验完整度

包含动物模型建立、生化指标和病理检测、RNA测序及qRT-PCR和Western blot验证等多个独立实验层级,并明确验证了机制。

主要模型

小鼠模型(INH+RIF诱导的肝损伤模型) 小鼠肝脏组织

重点核对

小鼠品系:雄性小鼠,6-8周龄,18-20 g 造模药物及剂量:INH 100 mg/kg,RIF 100 mg/kg,连续30天 干预药物及剂量:BER 20、40、80 mg/kg,连续30天 阳性对照:水飞蓟素150 mg/kg 溶剂:0.5%羧甲基纤维素钠溶液(10 mL/kg)

摘要

岩白菜素(BER),一种天然多酚成分,具有多种药理活性,尤其在改善药物代谢、减轻胆汁淤积、抗氧化应激和抑制炎症反应方面。本研究旨在探讨BER对异烟肼(INH)和利福平(RIF)诱导的小鼠肝损伤的影响。采用INH(100 mg/kg)+RIF(100 mg/kg)建立肝损伤小鼠模型,然后用不同剂量的BER进行干预。检测小鼠的病理形态学和生化指标。同时,利用RNA测序筛选差异表达基因和信号通路。最后,通过qRT-PCR和Western blot验证关键的差异表达基因。RNA测序结果显示,与对照组相比,INH+RIF组有707个基因显著改变,BER干预后有496个基因显著改变。这些差异表达基因主要富集在药物代谢、胆汁酸代谢、Nrf2通路和TLR4通路。qRT-PCR和Western blot的验证结果与RNA测序一致。因此,BER减轻了INH+RIF诱导的小鼠肝损伤。BER改善INH+RIF诱导的肝损伤的机制与调节药物代谢酶、胆汁酸代谢、Nrf2通路和TLR4通路有关。

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
岩白菜素是否能减轻异烟肼和利福平诱导的小鼠肝损伤,并阐明其作用机制。
核心机制
调节药物代谢酶、胆汁酸代谢、Nrf2通路和TLR4通路,从而改善胆汁淤积、氧化应激和炎症反应。
主要证据
RNA测序发现差异表达基因富集在药物代谢、胆汁酸代谢、Nrf2和TLR4通路;qRT-PCR和Western blot验证了关键基因和蛋白表达的变化,与RNA测序结果一致;同时生化指标和肝脏病理学检测显示BER改善了肝损伤。
研究意义
为临床治疗INH+RIF诱导的肝损伤提供了新的思路和潜在药物。

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

建立小鼠肝损伤模型及BER干预

建立INH+RIF诱导的肝损伤模型,并评估不同剂量BER的保护作用。

小鼠随机分为7组(每组10只),除对照组和BER(80 mg/kg)组外,其余组灌胃给予INH(100 mg/kg)和RIF(100 mg/kg),同时给予不同剂量的BER(20、40、80 mg/kg)或阳性对照水飞蓟素(150 mg/kg),连续30天。对照组和BER(80 mg/kg)组分别给予溶剂和80 mg/kg BER。30天后收集血液和组织样本。

2

检测肝功能、氧化应激和炎症指标

评估BER对肝损伤小鼠肝功能、氧化应激和炎症水平的影响。

检测血清中ALT、AST、AKP、TBA、DBIL和TBIL水平;肝组织中SOD、GSH-Px活性和MDA含量;肝组织中TNF-α、IL-6和IL-1β含量;肝脏HE染色观察病理变化。

3

RNA测序分析差异表达基因及通路

通过RNA测序筛选INH+RIF和BER干预后的差异表达基因及富集通路。

取Control、INH+RIF、INH+RIF+BER(80)三组肝组织各3个样本进行RNA测序。分析差异表达基因,并富集到药物代谢、胆汁酸代谢、Nrf2通路和TLR4通路。

4

qRT-PCR验证关键基因mRNA表达

验证RNA测序结果中关键差异表达基因的mRNA表达水平。

使用qRT-PCR检测药物代谢基因(Maob、Nat1、Nat2、Gstm3)、胆汁酸代谢基因(Abcc3、Abcc4)、Nrf2通路基因(Cyp2e1、Keap1、Nfe2l2、Hmox1、Nqo1)、TLR4通路基因(TLR4、Myd88、Rela)的mRNA表达。内参为GAPDH,使用2−ΔΔCt法计算相对表达量。

5

Western blot验证Nrf2和TLR4通路蛋白表达

验证Nrf2通路和TLR4通路的关键蛋白表达变化。

通过Western blot检测Nrf2通路相关蛋白(Cyp2e1、Keap1、Total Nrf2、Nuclear Nrf2、HO-1)和TLR4通路相关蛋白(TLR4、MyD88、p-IKKα/β、IKKα/β、IKB-α、IKB-β、p-NF-κB p65、NF-κB p65)的表达。内参为β-Actin。

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。

动物模型建立与分组处理
验证样本或模型特征
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
异烟肼Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.54-85-3
利福平Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.13292-46-1
岩白菜素BidepharmBD5122
水飞蓟素MeilunbioMB5982
ALT检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Research InstituteC009-2-1
AST检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Research InstituteC010-2-1
AKP检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Research InstituteA059-2-2
总胆汁酸检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Research InstituteE003-2-1
直接胆红素检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Research InstituteC019-2-1
总胆红素检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Research InstituteC019-1-1
超氧化物歧化酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Research InstituteA001-3-2
谷胱甘肽过氧化物酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Research InstituteA005-1-2
丙二醛检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Research InstituteA003-1-2
TNF-α ELISA试剂盒Meimian Industrial Co., Ltd.MM-0132M1
IL-6 ELISA试剂盒Meimian Industrial Co., Ltd.MM-0163M1
IL-1β ELISA试剂盒Meimian Industrial Co., Ltd.MM-0040M1
HiFiScript gDNA去除cDNA合成试剂盒Beijing ComWin Biotech Co., Ltd.--
SYBR Green定量PCR试剂盒Beijing ComWin Biotech Co., Ltd.--
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒----
MyD88一抗Biossbs-1047R
IKB-β一抗Biossbs-10246R
p-IKK-α/β一抗Biossbs-3237R
p-NF-κB p65一抗Biossbsm-52178R
NF-κB p65一抗Santa Cruzsc-8008
TLR-4一抗Proteintech19811-1-AP
IKB-α一抗Proteintech18220-1-1AP
Nrf2一抗Proteintech16396-1-AP
HO-1一抗Proteintech10701-1-AP
Cyp2e1一抗Proteintech19937-1-AP
Histon-H3一抗Abcamab1791
Keap1一抗Abcamab227828
IKK-α/β一抗Abcamab178870
β-Actin抗体Nakasugi Golden BridgeTA-09
山羊抗小鼠IgG二抗Sam GoldenZB-2305
山羊抗兔IgG二抗Sam GoldenZB-2301
BX51光学显微镜Olympus--
Agilent 2100生物分析仪Agilent--
Illumina测序平台Illumina--
生物样品匀浆器Shanghai Jingxin Industrial Development Co.--
GeneGnome XRQ化学发光成像系统Syngene--
Quant Studio3实时荧光定量PCR仪Thermo Fisher Scientific--

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、周龄、体重、性别;INH和RIF的剂量、给药方式、持续时间;溶剂种类和体积
阅读提示:Materials and Methods 4.1 Animal Experiments
BER干预
BER的剂量(20、40、80 mg/kg)、给药方式、持续时间;阳性对照水飞蓟素的剂量
阅读提示:Materials and Methods 4.1 Animal Experiments
生化指标检测
血清ALT、AST、AKP、TBA、DBIL、TBIL检测方法;肝组织SOD、GSH-Px、MDA检测方法;炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β的ELISA检测
阅读提示:Materials and Methods 4.3 Analysis of Serum Samples and Liver Tissue Samples
RNA测序
肝组织样本量(每组3个);RNA提取和测序流程;差异表达基因筛选阈值(p ≤ 0.05, fold change ≥ 1.5)
阅读提示:Materials and Methods 4.4 RNA Sequencing Analysis
qRT-PCR
内参基因GAPDH;引物序列;扩增条件;相对定量方法(2−ΔΔCt)
阅读提示:Materials and Methods 4.5 Quantitative Real-Time Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR) and Table 1
Western blot
蛋白提取方法;内参蛋白β-Actin;一抗和二抗的信息(品牌、货号);曝光和定量方法
阅读提示:Materials and Methods 4.6 Western Blot