化瘀祛痰方通过mTORC1/TFEB/ABCA1-SCARB1信号轴促进脂噬和胆固醇外流

Huayu Qutan Recipe promotes lipophagy and cholesterol efflux through the mTORC1/TFEB/ABCA1-SCARB1 signal axis.

作者信息Yue Li, Jiaxiang Pan, J J Jiajia Yu, Xize Wu, Guanlin Yang, Xue Pan, Guoyuan Sui, Mingyang Wang, Meijia Cheng, Shu Zhu, He Tai, Honghe Xiao, Lili Xu, Jin Wu, Yongju Yang, Jing Tang, Lihong Gong, Lianqun Jia, Dongyu Min
PMID38526033
发布时间2024-04
DOI10.1111/jcmm.18257

实验完整度

包含体内ApoE−/−小鼠模型和体外RAW 264.7细胞模型;功能验证(ORO、BODIPY、胆固醇外流)与机制验证(WB、qRT-PCR、分子对接)相结合。

主要模型

ApoE−/−小鼠动脉粥样硬化模型 RAW 264.7巨噬细胞泡沫细胞模型

重点核对

HYQT给药剂量20.54 g/kg/d,灌胃,持续8周(ApoE−/−小鼠) ox-LDL浓度50 μg/mL处理RAW 264.7细胞48小时 HYQT含药血清浓度10%处理RAW 264.7细胞24小时 CQ浓度50 μM处理48小时(自噬抑制) MHY1485浓度100 nmol/L处理48小时(mTOR激动剂)

摘要

本研究旨在探讨化瘀祛痰方(HYQT)抑制泡沫细胞形成的抗动脉粥样硬化作用机制。在体内,小鼠随机分为三组:CTRL组、MOD组和HYQT组。HYQT组每天两次口服HYQT(20.54 g/kg/d),通过苏木精-伊红(HE)染色和油红O(ORO)染色观察ApoE−/−小鼠的斑块形成。通过CD11b荧光标记和BODIPY荧光探针检测主动脉巨噬细胞与脂滴(LDs)的共定位。在体外,RAW 264.7细胞暴露于50 μg/mL ox-LDL处理48小时,然后用HYQT处理24小时。通过ORO和BODIPY评估LDs的积累。使用CCK-8法评估细胞活力。通过免疫荧光和荧光探针检测LC3b和BODIPY的共定位。LysoTracker Red和BODIPY 493/503分别用作溶酶体和LDs的标记物。通过透射电子显微镜观察自噬体形成。通过Western blot检测LC3A/B II/LC3A/B I、p-mTOR/mTOR、p-4EBP1/4EBP1、p-P70S6K/P70S6K和TFEB蛋白水平,而SQSTM1/p62、Beclin1、ABCA1、ABCG1和SCARB1通过qRT-PCR和Western blot检测。通过免疫荧光检测TFEB的核转位。通过Q-Orbitrap高分辨率质谱分析确定HYQT含药血清的成分。采用分子对接鉴定HYQT含药血清中与mTOR信号通路相关的成分。阐明了牛磺酸的作用机制。HYQT对ApoE−/−小鼠的动脉粥样硬化斑块形成和血脂水平有显著影响。HYQT降低了CD11b和BODIPY的共定位。HYQT(10%含药血清)减少了RAW 264.7细胞中的LDs积累。HYQT和RAPA(雷帕霉素,mTOR抑制剂)能促进胆固醇外流,而氯喹(CQ,自噬抑制剂)削弱了HYQT的作用。此外,MHY1485(mTOR激动剂)也通过减少胆固醇外流削弱了HYQT的作用。qRT-PCR和WB结果表明,HYQT改善了蛋白质ABCA1、ABCG1和SCARB1的表达。HYQT通过mTORC1/TFEB信号通路调节ABCA1和SCARB1蛋白。然而,ABCG1的激活不依赖于该通路。Q-Orbitrap高分辨率质谱分析结果表明,七种核心化合物与mTOR蛋白具有良好的结合能力。牛磺酸可能在机制调控中发挥重要作用。HYQT可能通过促进胆固醇外流和降解巨噬细胞源性泡沫细胞形成来降低心血管风险。已观察到HYQT和ox-LDL通过mTOR/TFEB信号通路调节脂噬,而不是mTOR/4EBP1/P70S6K通路。此外,发现HYQT通过mTORC1/TFEB/ABCA1-SCARB1信号轴调节胆固醇外流,而牛磺酸在脂噬中起重要作用。

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
化瘀祛痰方(HYQT)是否通过调节mTOR信号通路促进巨噬细胞脂噬和胆固醇外流,从而抑制泡沫细胞形成并发挥抗动脉粥样硬化作用。
核心机制
HYQT通过mTORC1/TFEB信号通路调节脂噬和胆固醇外流,具体涉及mTORC1/TFEB/ABCA1-SCARB1信号轴,而不依赖mTOR/4EBP1/P70S6K通路;ABCG1不受该通路调控。
主要证据
ApoE−/−小鼠中HYQT减少斑块和脂质沉积;RAW 264.7细胞中HYQT减少LDs积累,促进LC3b与LDs共定位,增加溶酶体荧光强度;WB和qRT-PCR显示HYQT上调ABCA1、ABCG1和SCARB1表达;MHY1485逆转HYQT对ABCA1和SCARB1的作用但不影响ABCG1。
研究意义
研究揭示了HYQT通过促进胆固醇外流和降解巨噬细胞泡沫细胞形成来降低心血管风险的机制,提示HYQT可能作为脂质代谢紊乱患者延缓动脉粥样硬化进展的治疗选择。

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

体内药效评估

评估HYQT对ApoE−/−小鼠动脉粥样硬化斑块形成和血脂水平的影响。

ApoE−/−小鼠高脂饮食16周诱导AS模型,HYQT灌胃8周(20.54 g/kg/d),HE和ORO染色观察斑块,CD11b和BODIPY共定位检测巨噬细胞脂质积累,透射电镜观察自噬体。

2

体外泡沫细胞模型建立

确定ox-LDL诱导RAW 264.7泡沫细胞的最佳浓度和时间。

用不同浓度ox-LDL(0, 12.5, 25, 50, 100, 200 μg/mL)处理RAW 264.7细胞48小时,ORO染色和CE含量检测脂质积累。

3

HYQT含药血清最佳浓度和时间筛选

确定HYQT含药血清的最佳处理浓度和时间。

用不同浓度HYQT含药血清(4%, 6%, 8%, 10%)处理RAW 264.7细胞不同时间(6, 12, 24, 48小时),CCK-8法检测细胞活力。

4

脂噬水平的评估

评估HYQT对脂噬水平的影响。

通过透射电镜观察自噬体、BODIPY-LC3b共定位、LysoTracker染色、qRT-PCR和WB检测Beclin1, p62, LC3II/I表达。

5

胆固醇外流检测

评估HYQT对胆固醇外流的影响。

用NBD-胆固醇孵育RAW 264.7细胞4小时,然后HDL处理4小时,计算外流率。

6

mTORC1/TFEB信号通路检测

验证HYQT是否通过mTORC1/TFEB信号通路发挥作用。

WB检测p-mTOR/mTOR, TFEB, p-4EBP1/4EBP1, p-P70S6K/P70S6K蛋白水平;免疫荧光检测TFEB核转位。

7

mTOR激动剂处理验证

验证mTOR在HYQT调节脂噬和胆固醇外流中的因果作用。

使用MHY1485(mTOR激动剂)处理,检测脂质积累、LC3b共定位、胆固醇外流、ABCA1/ABCG1/SCARB1表达。

8

成分鉴定和分子对接

鉴定HYQT含药血清中与mTOR结合的活性成分。

Q-Orbitrap高分辨率质谱分析血清成分,分子对接验证核心化合物与mTOR蛋白的结合能。

9

牛磺酸机制验证

验证牛磺酸作为HYQT关键成分对脂噬和胆固醇外流的调节作用。

用不同浓度牛磺酸处理RAW 264.7细胞,检测脂质积累、LC3II/I, Lamp1, p-mTOR/mTOR, TFEB, ABCA1/ABCG1/SCARB1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
油红O染色液ServicebioG1016
抗荧光淬灭封片剂(含DAPI)SolarbioLot.20210106
总胆固醇检测试剂盒Nanjing Jiancheng TechnologyA111-1-1
甘油三酯检测试剂盒Nanjing Jiancheng TechnologyA110-1-1
高密度脂蛋白胆固醇检测试剂盒Nanjing Jiancheng TechnologyA112-1-1
低密度脂蛋白胆固醇检测试剂盒Nanjing Jiancheng TechnologyA113-1-1
细胞计数试剂盒-8ApexbioK10185133EF5E
氯喹SolarbioSC5190
MHY1485MedCHemExpress64066
雷帕霉素Solarbio1112P033
氧化低密度脂蛋白Yiyuan BiotechYB-002
高密度脂蛋白SolarbioH7940
溶酶体红色荧光探针SolarbioLot.20201111
NBD-胆固醇RuixibioRJ0211907
BODIPY 493/503MaoKangbioLot.1912X200515
CheKine游离胆固醇比色检测试剂盒AbbkineATTOC3001
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
增强型BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010S
牛磺酸Macklin107-35-7
抗CD11b抗体PTM BioPTM-6088
抗SQSTM1抗体AbclonalA19700
抗Beclin1抗体Cell Signaling Technology3495
抗LC3b抗体NOVUSBIONB100-2220
抗LC3A/B抗体Cell Signaling Technology12741
抗磷酸化mTOR-S2448抗体Cell Signaling Technology5536
抗mTOR抗体Cell Signaling Technology2983
抗TFEB抗体ABBKINEABP56578
抗磷酸化eIF4EBP1-S65抗体AbclonalAP1363
抗4EBP1抗体Proteintech60246-1-Ig
抗P70S6K抗体Abcamab32529
抗磷酸化P70S6K抗体Proteintech14485-1-AP
抗ABCA1抗体AbclonalA7228
抗ABCG1抗体Biossbs-23382R
抗SCARB1抗体Biossbs-23977R
Alexa Fluor 594偶联山羊抗兔IgG(H+L)AbclonalAS039
β-肌动蛋白兔单克隆抗体AbclonalAC038
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
Trizol总RNA提取试剂----
cDNA逆转录试剂盒----
7500 Fast实时荧光定量PCR系统Applied Biosystem--
PVDF膜----
ECL超敏化学发光液----
PDB数据库----
PubChem数据库----
Chem3D 19.0软件----
Pymol软件----
AutoDock1.5.6软件----
GraphPad Prism 5.0软件----
Image J软件----

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
体内实验
ApoE−/−小鼠高脂饮食诱导16周,HYQT剂量20.54 g/kg/d灌胃8周;CTRL组WT小鼠正常饮食,MOD组生理盐水灌胃;样本量n=12每组
阅读提示:Materials and Methods 2.2.2 和 2.2.3
细胞模型建立
RAW 264.7细胞,ox-LDL浓度50 μg/mL处理48小时;HYQT含药血清浓度10%处理24小时
阅读提示:Materials and Methods 2.2.9 和 Results 3.5
药物处理
CQ浓度50 μM处理48小时;MHY1485浓度100 nmol/L处理48小时;RAPA浓度50 nmol/L处理48小时;DMSO浓度0.1%处理48小时
阅读提示:Materials and Methods 2.2.9
胆固醇外流检测
NBD-胆固醇孵育4小时,HDL处理4小时,外流率计算公式
阅读提示:Materials and Methods 2.2.18
分子对接
使用AutoDock1.5.6软件,结合能<0 kcal/mol认为可对接,<-1.2 kcal/mol认为稳定
阅读提示:Materials and Methods 2.2.22