凉血固元益肾方对胃肠道急性辐射综合征大鼠肠道干细胞及紧密连接蛋白的治疗机制

Therapeutic mechanism of Liangxue-Guyuan-Yishen decoction on intestinal stem cells and tight junction proteins in gastrointestinal acute radiation syndrome rats.

作者信息Ziqiao Yan, Bofeng Yin, Yuguo Wang, Zhexin Ni, Jian Feng, Qianyu Yang, Xiao Li, Heng Zhu, Yongqi Dou
PMID37697698
发布时间2023-11-21
DOI10.1093/jrr/rrad065

实验完整度

基于GI-ARS大鼠模型,结合病理学、免疫组化、WB、RT-qPCR、ELISA以及LC-MS和网络药理学,涵盖表型、通路和成分分析,证据链完整。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠的胃肠道急性辐射综合征(GI-ARS)模型 大鼠小肠组织

重点核对

大鼠品系:Sprague-Dawley(雄性,280-300g) 照射条件:60Coγ射线,10 Gy,剂量率300cGy/min,源皮距100cm 给药方案:LGYD中浓度(2.73 g/ml)和高浓度(5.46 g/ml)以10ml/kg灌胃,阳性药谷氨酰胺0.3g/ml,对照组生理盐水 时间点:照射后第3、5、10天,每组随机取5只

摘要

在前期研究的基础上,运用中医理论改良药物组成,用于治疗胃肠道急性辐射综合征(GI-ARS)。本研究旨在探讨凉血固元益肾方(LGYD)治疗GI-ARS的机制,并为放射损伤的治疗提供新方案。在此,我们在GI-ARS大鼠模型中研究了LGYD对肠道干细胞(ISCs)的影响。分析了大鼠的健康和存活情况以及LGYD对肠道的保护作用。采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)检测LGYD中的有效成分。分别采用免疫组织化学、蛋白质印迹法(WB)和逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)探讨ISC增殖、肠上皮紧密连接(TJ)蛋白表达及调控通路。通过网络药理学分析筛选WNT和MEK/ERK通路参与肠道恢复,并通过WB和RT-qPCR进行验证。LGYD给药显著改善了GI-ARS大鼠的健康状况和存活率。病理分析显示,LGYD减轻了辐射诱导的肠道损伤,显著促进了肠隐窝中LGR5+干细胞的再生,上调了TJ蛋白,并加速了辐射大鼠的隐窝重建。LC-MS显示至少13种成分可能有助于LGYD的保护作用。总之,LGYD可促进辐射损伤后隐窝细胞增殖和ISC的恢复,上述作用可能与WNT和MEK/ERK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
LGYD对GI-ARS大鼠肠道损伤的保护作用及其对肠道干细胞和紧密连接蛋白的机制是什么?
核心机制
LGYD可能通过激活WNT和MEK/ERK通路促进肠道干细胞增殖和紧密连接蛋白表达,从而修复肠道结构。
主要证据
GI-ARS大鼠模型实验显示LGYD改善生存和肠道病理,IHC显示LGR5+和CyclinD1细胞增加,WB和RT-qPCR显示WNT和MEK/ERK通路蛋白上调,ELISA显示D-乳酸降低,TJ蛋白(occludin和claudin-1)表达增加。
研究意义
LGYD对GI-ARS有积极的治疗作用,具有进一步开发和临床应用潜力。

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

动物模型建立与分组给药

建立GI-ARS大鼠模型,评估LGYD对生存和整体健康的影响

SD大鼠随机分为Control、Radiation、Glu、MD和HD组,除Control外均接受10 Gy全身照射,从照射后第1天开始给药,LGYD中、高浓度或谷氨酰胺或生理盐水,连续给药。

2

肠道病理损伤评估

验证LGYD对辐射诱导肠道损伤的改善作用

在照射后第3、5、10天取小肠组织,进行HE染色,测量绒毛数量、长度和隐窝深度。

3

肠道干细胞增殖检测

评估LGYD对肠道干细胞增殖的影响

通过免疫组化和免疫荧光检测Lgr5、CyclinD1、PCNA和Olfm4的表达,以及Lgr5和CyclinD1共定位。

4

紧密连接蛋白表达检测

评估LGYD对肠上皮紧密连接蛋白的影响

通过免疫组化检测occludin和claudin-1的表达,并检测外周血D-乳酸浓度。

5

WNT通路验证

验证LGYD对WNT信号通路的影响

通过WB和RT-qPCR检测WNT3A、β-catenin、p-β-catenin、C-MYC等表达水平。

6

MEK/ERK通路验证

验证LGYD对MEK/ERK信号通路的影响

通过WB检测MEK、p-MEK、ERK、p-ERK的表达水平。

7

活性成分分析与网络药理学

鉴定LGYD的活性成分并预测其作用靶点和通路

采用LC-MS分析LGYD成分,结合网络药理学筛选活性成分、预测靶点和通路,并进行GO和KEGG富集分析。

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
旋转蒸发仪Heidolph InstrumentsHei-VAP
甲醇Merck KGaA--
甲酸Merck KGaA--
Merck KGaA--
2-氯苯丙氨酸GL Biochem--
涡旋振荡器ZOLLOTYXH-1
高速台式冷冻离心机LUXIANGYITGL-16MS
高效液相色谱系统WatersAcquity
高效液相色谱柱WatersAcquity
质谱仪Thermo Fisher ScientificQ
离心机Sigma-AldrichSigma
β-连环蛋白抗体Cell Signaling Technology8480
c-Myc抗体Cell Signaling Technology185835
磷酸化MEK抗体Cell Signaling Technology9127S
MEK抗体Cell Signaling Technology4694S
磷酸化ERK抗体Cell Signaling Technology4370S
ERK抗体Cell Signaling Technology4695S
GAPDH抗体Cell Signaling Technology5174
WNT3A抗体Abcamab219412
磷酸化β-连环蛋白抗体Abcamab75777
ChemiDoc成像系统Bio-Rad12003153-S
RNA提取试剂ServicebioG3013
Servicebio RT第一链cDNA合成试剂盒ServicebioG3330
Lgr5抗体NovusbioNLS1236
CyclinD1抗体ServicebioGB111372
PCNA抗体ServicebioGB11010
Olfm4抗体Affinity BiosciencesDF13440
claudin-1抗体ServicebioGB11032
occludin抗体ServicebioGB111401
CyclinD1抗体Santasc8396
GPR49/LGR5抗体Biossbs1117R
CY3标记的山羊抗小鼠IgGServicebioGB21301
Alexa Fluor 488标记的山羊抗兔IgGServicebioGB25303
DAPI----
大鼠D-乳酸ELISA试剂盒Shanghai Xin Fan Biotechnology Co., Ltd--

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
大鼠品系、性别、体重、照射剂量和剂量率
阅读提示:Materials and Methods: Animal groupings and radiation source
给药方案
药物浓度、给药体积和频率
阅读提示:Materials and Methods: Drug preparation
样本采集时间点
照射后第3、5、10天每组随机5只大鼠
阅读提示:Results 部分及图1c
Western blotting
抗体货号、稀释比例、孵育条件
阅读提示:Materials and Methods: Western blotting
RT-qPCR
引物序列、内参基因
阅读提示:Materials and Methods: RT-qPCR; Supplementary Table S3
免疫组化
抗原修复条件、抗体浓度、切片厚度
阅读提示:Materials and Methods: Hematoxylin–eosin staining and immunohistochemistry