罗欧克祖帕煎剂通过PI3K-Akt/HIF-1α信号通路减轻慢性哮喘中支气管EMT介导的气道重塑

Loke zupa decoction attenuates bronchial EMT-mediated airway remodelling in chronic asthma through the PI3K-Akt/HIF-1α signaling pathway.

作者信息Jiani Liu, Li Li, Xue Han, Yue Chen, Juanjuan Diao
PMID37655452
发布时间2023-12
DOI10.1080/13880209.2023.2244543

实验完整度

包含体外细胞实验(CCK-8、划痕、Western blot)和体内动物模型(OVA诱导哮喘小鼠,组织学、ELISA、Western blot、RT-qPCR),并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

BEAS-2B人支气管上皮细胞 OVA诱导的BALB/c小鼠哮喘模型

重点核对

体外实验TGF-β1诱导浓度10 ng/mL,处理48小时 Lok给药浓度20、40、80 μg/mL 体内OVA致敏和激发方案(100 μg OVA和1 mg氢氧化铝致敏,5% OVA雾化激发8周) Lok灌胃剂量4.55和9.1 g/kg/天,地塞米松0.5 mg/kg

摘要

背景:罗欧克祖帕煎剂(Lok)是一种经典的新疆民间治疗哮喘的药物。目的:我们试图研究Lok对哮喘气道重塑的作用和机制,并为哮喘的预防和治疗提供新的见解。材料与方法:体外实验中,BEAS-2B细胞分为六组:对照组、TGF-β1(10 μM)、TGF-β1+Lok-20、TGF-β1+Lok-40、TGF-β1+Lok-80 μg/mL和TGF-β1+SB431542(5 μM)。进行CCK8和划痕实验。体内实验中,60只雌性BALB/c小鼠随机分为5组:对照组、模型组、Lok-4.55、Lok-9.1和DEX组。在激发阶段,Lok通过灌胃给药连续8周(4.55和9.1 g/kg/天)。我们研究了肺部的气道炎症和气道重塑,并验证了EMT相关标志物和PI3K-Akt/HIF-1α信号通路的激活状态。结果:体外,Lok有效抑制TGF-β1诱导的BEAS-2B细胞增殖能力(细胞活力165% vs. 105%)和迁移(迁移面积85% vs. 35%),且不影响其正常生长(48小时IC50为274.2 µg/mL)。体内,Lok有效保护小鼠免受哮喘,表现为组织学损伤和BALF中细胞因子(IL-4、IL-13和TGF-β1)水平降低17%–77%。机制研究发现,Lok降低了EMT相关分子的水平,并显著下调了PI3K-Akt/HIF-1α信号通路。讨论与结论:我们的研究结果为Lok对哮喘的保护作用及其潜在机制提供了新的见解,为这一患者群体提供了理论基础和潜在的治疗可能性。

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
罗欧克祖帕煎剂(Lok)是否通过抑制上皮间质转化(EMT)和PI3K-Akt/HIF-1α信号通路来减轻哮喘气道重塑。
核心机制
Lok通过下调PI3K-Akt/HIF-1α信号通路,抑制TGF-β1诱导的EMT,从而减轻气道重塑。
主要证据
体外实验中Lok抑制TGF-β1诱导的BEAS-2B细胞增殖和迁移,并逆转EMT标志物表达;体内实验中Lok减轻OVA诱导的哮喘小鼠气道炎症和重塑,降低EMT标志物及p-PI3K、p-Akt、HIF-1α水平。
研究意义
为Lok治疗哮喘提供理论依据和潜在治疗可能性。

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

体外细胞模型建立与药物浓度筛选

确定Lok对BEAS-2B细胞的适宜作用浓度,并建立TGF-β1诱导的EMT细胞模型。

使用CCK-8法检测不同浓度Lok处理BEAS-2B细胞48小时的活力,确定IC50和实验浓度;用不同浓度TGF-β1处理不同时间,通过形态观察和Western blot检测EMT标志物确定最佳诱导条件。

2

体外功能验证:Lok对TGF-β1诱导的BEAS-2B细胞增殖和迁移的影响

验证Lok是否抑制TGF-β1诱导的细胞增殖和迁移。

使用CCK-8法检测细胞增殖,划痕实验检测细胞迁移,并观察细胞形态变化。

3

体外机制验证:Lok对EMT标志物和PI3K-Akt/HIF-1α通路的影响

验证Lok是否通过抑制EMT和PI3K-Akt/HIF-1α通路发挥作用。

Western blot检测EMT标志物(E-cadherin、N-cadherin、α-SMA)及通路蛋白(p-PI3K、p-Akt、HIF-1α)的表达。

4

体内动物模型建立与药物干预

在OVA诱导的慢性哮喘小鼠模型中评估Lok对气道炎症和重塑的作用。

60只雌性BALB/c小鼠随机分为5组,OVA致敏和激发建立哮喘模型,Lok或地塞米松灌胃给药8周,收集BALF和肺组织进行后续检测。

5

体内炎症和重塑评估

评估Lok对气道炎症和重塑的改善作用。

BALF中炎症细胞计数、ELISA检测细胞因子(IL-4、IL-13、TGF-β1)、H&E染色、Masson染色、PAS染色、羟脯氨酸含量测定。

6

体内机制验证

验证Lok对EMT和PI3K-Akt/HIF-1α通路的影响。

Western blot和RT-qPCR检测肺组织中EMT标志物(E-cadherin、N-cadherin、α-SMA)及通路蛋白(p-PI3K、p-Akt、HIF-1α)的表达。

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
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
转化生长因子-β1Sigma-Aldrich--
CCK-8试剂盒Bioss--
SB431542MCEHY-10431
卵清蛋白Sigma Aldrich--
氢氧化铝Sigma Aldrich--
地塞米松----
BC-5000VetMindray--
IL-4 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0043c
IL-13 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0727c
TGF-β1 ELISA试剂盒JianglabicJL12223-96T
羟脯氨酸检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
PVDF膜Millipore--
E-钙黏蛋白抗体Proteintech20874-1-AP
N-钙黏蛋白抗体Proteintech22018-1-AP
α-平滑肌肌动蛋白抗体Proteintech14395-1-AP
AKT抗体Proteintech60203-2-lg
磷酸化AKT抗体Proteintech66444-1-lg
HIF-1α抗体Proteintech20960-1-AP
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
抗PI3K抗体Biossbs-10657R
抗磷酸化PI3K抗体ABclonalAP0854
TRIzol试剂Takara--
引物Sangon Biotech--

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
体外细胞实验
TGF-β1诱导浓度10 ng/mL,处理48小时;Lok浓度20、40、80 μg/mL;SB431542浓度5 μM
阅读提示:Methods中的Cell culture, treatment;Figure legends图2、3、4、5
动物模型建立
BALB/c小鼠,雌性,18-20 g,5-6周龄;OVA致敏(100 μg OVA+1 mg氢氧化铝,第0、7、14天);5% OVA雾化激发,30分钟/次,隔天一次,连续8周
阅读提示:Methods中的Ovalbumin (OVA)-induced asthma model;Figure 6(a)
药物干预
Lok剂量4.55和9.1 g/kg/天,地塞米松0.5 mg/kg,灌胃给药,激发前1小时
阅读提示:Methods中的Ovalbumin (OVA)-induced asthma model
炎症和重塑评估
BALF细胞计数、ELISA检测IL-4、IL-13、TGF-β1;H&E、Masson、PAS染色;羟脯氨酸含量
阅读提示:Methods中的Collection of bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and cell counts, Quantification of cytokines and growth factors, Determination of HPY, Morphological changes in the airways;Figure 6、7
机制验证
Western blot检测EMT标志物和通路蛋白;RT-qPCR检测EMT标志物mRNA;GAPDH作为内参
阅读提示:Methods中的Western blot analysis, Quantitative real-time PCR analysis;Figure 8、9