Anisomeles indica 提取物及其成分在体内和体外抑制 ACE2 和 TMPRSS2 蛋白的表达

Anisomeles indica Extracts and Their Constituents Suppress the Protein Expression of ACE2 and TMPRSS2 In Vivo and In Vitro.

作者信息Yu-Ru Chen, Wen-Ping Jiang, Jeng-Shyan Deng, Ya-Ni Chou, Yeh-Bin Wu, Hui-Ju Liang, Jaung-Geng Lin, Guan-Jhong Huang
PMID37894745
发布时间2023-10-11
DOI10.3390/ijms242015062

实验完整度

高

包含体外细胞实验(HepG2、HEK293T)和体内小鼠模型,并涉及 Western blot、IHC、MTT、HPLC 等多层级验证,涵盖功能验证与部分机制验证。

主要模型

HepG2 细胞系 HEK 293T 细胞系 C57BL/6 小鼠模型

重点核对

EEAI 处理浓度(250 和 500 μg/mL) 蛋鸡成分处理浓度:ovatodiolide(5、10 μM),anisomelic acid(5、10 μM),apigenin(12.5、25 μM) 处理时间:24 小时 动物实验给药方案:500 mg/kg EEAI 口服灌胃,持续 14 天 检测指标:ACE2、TMPRSS2 蛋白表达(Western blot、IHC)及细胞活力(MTT)

摘要

由严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 引起的 2019 年冠状病毒病 (COVID-19) 已产生深远的全球影响。这种高度传染性肺炎仍然是一个重大的持续威胁。关于该病毒对人类健康的影响仍存在不确定性,这凸显了治疗和预防的必要性。目前的研究强调血管紧张素转换酶 2 (ACE2) 和跨膜丝氨酸蛋白酶 2 (TMPRSS2) 是对抗 SARS-CoV-2 的关键靶点。病毒依靠 ACE2 进入细胞,并依靠 TMPRSS2 激活其刺突蛋白。抑制 ACE2 和 TMPRSS2 的表达有助于预防和治疗 SARS-CoV-2 感染。Anisomeles indica (L.) Kuntze 是中药中的一种药用植物,具有多种有前景的药理特性。在本研究中,对 A. indica 的乙醇提取物在体内 (250 和 500 μM) 和体外 (500 μM) 进行了检测。通过 Western blotting 分析,在 HepG2(人肝癌)细胞和 HEK 293T(人胚胎肾)细胞系中观察到 ACE2 和 TMPRSS2 蛋白表达水平显著降低,且未引起细胞损伤。还发现 A. indica 的主要成分,即 ovatodiolide(5 和 10 μM)、anisomelic acid(5 和 10 μM)和芹菜素(12.5 和 25 μM),具有相同的效果。此外,对小鼠肝、肾和肺组织的免疫组织化学分析表明,ACE2 和 TMPRSS2 蛋白表达水平降低。因此,本文提示 A. indica 及其成分具有降低 ACE2 和 TMPRSS2 蛋白表达水平的潜力,从而有助于预防 SARS-CoV-2 感染。

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
A. indica 提取物及其成分是否能够调节 SARS-CoV-2 入侵宿主细胞所依赖的 ACE2 和 TMPRSS2 蛋白表达水平?
核心机制
A. indica 提取物及其成分通过下调 ACE2 和 TMPRSS2 蛋白表达,降低病毒入侵宿主细胞的效率,从而发挥预防 SARS-CoV-2 感染的潜力。
主要证据
体外实验表明,EEAI 及其成分(ovatodiolide、anisomelic acid、apigenin)处理 HepG2 和 HEK293T 细胞后,Western blot 检测显示 ACE2 和 TMPRSS2 蛋白表达显著降低;体内实验表明,小鼠口服 EEAI 后,IHC 和 Western blot 显示肝、肾、肺组织中 ACE2 和 TMPRSS2 表达降低。
研究意义
该研究为 A. indica 及及其成分作为预防和治疗 SARS-CoV-2 感染的潜在药物提供了研究基础,为 COVID-19 防治提供了新的选择。

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

HPLC 分析 EEAI 活性成分

确定 A. indica 乙醇提取物中活性成分的组成和含量。

使用 HPLC-PAD 分析 EEAI,通过与标准品对照,鉴定 ovatodiolide、anisomelic acid 和 apigenin 并计算其在提取物中的浓度。

2

MTT 测定细胞活力

评估 EEAI 及其成分对 HepG2 和 HEK293T 细胞的细胞毒性,以确定后续实验中的安全处理浓度。

将不同浓度的 EEAI(125-2000 μg/mL)及成分(ovatodiolide 2.5-20 μM,anisomelic acid 2.5-20 μM,apigenin 6.25-50 μM)处理细胞 24 小时,通过 MTT 法检测细胞活力。

3

Western blot 分析体外蛋白表达

检测 EEAI 及其成分处理后 HepG2 和 HEK293T 细胞中 ACE2 和 TMPRSS2 蛋白表达水平的变化。

用 EEAI(250、500 μg/mL)及成分(ovatodiolide、anisomelic acid、apigenin)处理细胞 24 小时后,使用Western blotting 检测 ACE2 和 TMPRSS2 蛋白表达,并以 β-actin 作为内参进行灰度分析。

4

评估体内效果

验证 EEAI 在体内对 ACE2 和 TMPRSS2 蛋白表达的调节作用。

对 C57BL/6 小鼠口服灌胃 500 mg/kg EEAI 14 天,然后通过 IHC 和 Western blot 检测肝、肾、肺组织中 ACE2 和 TMPRSS2 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
95% 乙醇ECHO chemical CO., LTD.--
ovatodiolide 标准品ARJIL Pharmaceuticals LLC Ltd.--
anisomelic acid 标准品ARJIL Pharmaceuticals LLC Ltd.--
芹菜素标准品Chengdu Must Bio-Technology Co., Ltd.--
乙酸Cascina Favaglie--
TSK gel Tosoh ODS-80Tm 色谱柱Tosoh--
DMEM 培养基----
胎牛血清----
RIPA 裂解液----
MTT 试剂----
二甲基亚砜----
Bio-Rad 蛋白定量试剂盒Bio-Rad--
PVDF 膜----
ACE2 抗体GenetexGTX101395
TMPRSS2 抗体GenetexGTX100743
山羊抗兔 IgG 抗体(HRP)ArigoARG65351
ECL 底物Merck--
Kodak Gel Logic 1500 成像软件 4.0 版本Eastman Kodak Company--
C57BL/6 小鼠BioLASCO--
尼康显微镜NikonECLIPSE
显微镜相机JenoptikProgRes
ACE2 一抗Bioss Inc.bs-1004R
TMPRSS2 一抗Abcamab214462
Polink-2 Plus HRP DAB 兔批量检测试剂盒GBI LABSD39

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
细胞培养与处理
细胞系:HepG2 和 HEK293T;培养条件:DMEM 含 10% FBS,37°C,5% CO2;种板密度:2.5×10^5 cells/mL;处理时间:24 h
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.3
MTT 实验
细胞种板密度:2.5×10^5 cells/mL;药物处理时间:24 h;MTT 浓度:0.5 mg/mL;MTT 孵育时间:≥3 h;DMSO 作用 10 min;检测波长:570 nm
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.4
Western blot
蛋白上样量:20 μg;一抗:ACE2 (GTX101395, 1:1500)、TMPRSS2 (GTX100743, 1:1500);二抗:goat anti-rabbit IgG (HRP) (ARG65351, 1:5000);使用 β-actin 作为内参
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.5
动物实验
小鼠品系:C57BL/6,雄性,6-8 周龄,体重 18-20 g;分组:对照组和 EEAI 组,每组 n=6;给药剂量:500 mg/kg EEAI(溶于蒸馏水);给药方式:口服灌胃;给药周期:14 天
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.6
免疫组化
一抗稀释比例:ACE2 (bs-1004R) 1:50,TMPRSS2 (ab214462) 1:200;检测试剂盒:Polink-2 Plus HRP DAB Rabbit Bulk kit
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.8