白藜芦醇通过AKT/TMEM175通路减轻类风湿关节炎相关间质性肺病的炎症和纤维化

Resveratrol attenuates inflammation and fibrosis in rheumatoid arthritis-associated interstitial lung disease via the AKT/TMEM175 pathway.

作者信息Nannan Liu, Xuefei Fan, Yubao Shao, Suhuan Chen, Taorong Wang, Tao Yao, Xiaoyu Chen
PMID38745204
发布时间2024-05-14
DOI10.1186/s12967-024-05228-1

实验完整度

高

包含体内CIA模型、体外MRC-5细胞模型,并进行分子对接、动力学模拟、功能验证(CCK8、EDU)及机制验证(Co-IP、自噬检测)。

主要模型

C57BL/6小鼠胶原诱导关节炎(CIA)模型 MRC-5人胚肺成纤维细胞

重点核对

CIA模型诱导:鸡II型胶原(2 g/L)与完全弗氏佐剂乳化后注射 白藜芦醇给药:10 mg/kg,灌胃,持续10天 体外模型:TGF-β1(10 ng/mL)+ IL-1β(5 ng/mL)刺激MRC-5细胞24小时 白藜芦醇处理浓度:10 μM AKT激动剂SC79(2 μM)、抑制剂MK2206(4 μM)处理

摘要

背景与目的:间质性肺病(ILD)是类风湿关节炎(RA)的严重并发症,目前缺乏有效的治疗选择。本研究旨在探讨白藜芦醇通过AKT/TMEM175通路减轻类风湿关节炎合并间质性肺病的内在机制。方法:我们通过鸡II型胶原和完全弗氏佐剂联合建立关节炎模型。白藜芦醇通过管饲给药10天。使用HE和Masson染色评估关节和肺部的病理变化。检测肺组织中TGF-β1、AKT和TMEM175的蛋白表达。使用IL-1β联合TGF-β1刺激MRC-5细胞作为RA-ILD的体外模型,并使用AKT激动剂、代谢抑制剂和TMEM175的SiRNA来探索白藜芦醇对RA-ILD的调控和作用机制。结果:白藜芦醇减轻类风湿关节炎相关间质性肺病的纤维化,并降低RA-ILD中的氧化应激和炎症。此外,白藜芦醇恢复了细胞自噬。结合体外模型,进一步证明白藜芦醇能抑制TGF-β1表达,并减少AKT代谢激活,从而抑制AKT/MEM175离子通道的开放。这反过来降低了溶酶体pH并增强了自噬体与溶酶体的融合,最终改善了RA-ILD的进展。结论:在本研究中,我们通过结合体内和体外实验证明,白藜芦醇通过AKT/MEM175通路恢复自噬流,以减轻RA-ILD中的炎症和纤维化。这进一步为RA-ILD治疗靶点的选择提供了理论基础。

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
白藜芦醇是否以及如何通过AKT/TMEM175通路减轻类风湿关节炎相关间质性肺病的炎症和纤维化?
核心机制
白藜芦醇抑制TGF-β1表达,进而抑制AKT代谢激活,减少AKT/TMEM175复合物的形成,恢复自噬溶酶体融合,从而减轻炎症和纤维化。
主要证据
体内CIA模型和体外MRC-5细胞模型实验显示,白藜芦醇降低TGF-β1、AKT、TMEM175表达,恢复自噬流,减少胶原沉积,减轻炎症和氧化应激。
研究意义
为RA-ILD治疗靶点的选择提供了理论基础。

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RA-ILD动物模型

模拟RA-ILD病理状态

使用鸡II型胶原和完全弗氏佐剂诱导C57BL/6小鼠关节炎模型,随后白藜芦醇灌胃处理10天。

2

体外细胞模型建立与药物处理

模拟RA-ILD微环境,评估白藜芦醇作用

用TGF-β1和IL-1β刺激MRC-5细胞,并用白藜芦醇处理,观察细胞增殖、自噬和纤维化指标。

3

验证白藜芦醇对TGF-β1的靶向作用

验证白藜芦醇是否直接结合并抑制TGF-β1

通过分子对接和分子动力学模拟预测结合,并用Western blot和免疫荧光检测TGF-β1表达。

4

检测炎症和氧化应激水平

评估白藜芦醇对RA-ILD炎症和氧化应激的影响

通过免疫组化、Western blot、qRT-PCR检测炎症因子TNF-α、IL-1β,以及氧化应激标志物MDA、SOD1、SOD2,并检测ROS和线粒体膜电位。

5

评估自噬水平和自噬流

确定白藜芦醇对自噬异常的影响

通过Western blot检测LC3-II、P62、LAMP2等自噬相关蛋白,使用MDC染色检测自噬囊泡,mCherry-GFP-LC3双荧光追踪自噬流。

6

研究TMEM175在自噬溶酶体融合中的作用

探讨TMEM175对自噬溶酶体融合的影响

检测TMEM175表达,使用SiRNA敲低TMEM175,评估自噬流、溶酶体酸性和纤维化指标。

7

验证AKT对TMEM175的调控作用

验证AKT是否与TMEM175形成复合物并调控其功能

使用AKT激动剂SC79和抑制剂MK2206处理细胞,通过Co-IP验证AKT与TMEM175结合,并检测自噬和纤维化指标。

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
鸡II型胶原Chondrex--
完全弗氏佐剂Chondrex--
白藜芦醇Aladdin501-36-0
EDTA脱钙液Boster--
Masson染色试剂盒Solarbio--
羟脯氨酸检测试剂盒Solarbio--
丙二醛检测试剂盒Solarbio--
DMEM培养基Life Technologies/Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Sigma-Aldrich--
转化生长因子-β1MedChemExpress--
白细胞介素-1βMedChemExpress--
SC79MedChemExpress305834-79-1
MK2206MedChemExpress1032350-13-2
氯喹MedChemExpress54-05-7
巴弗洛霉素A1MedChemExpress88899-55-2
MG132Selleckchem133407-82-6
Lipofectamine 2000Thermo Fisher Scientific--
CCK-8试剂盒Biosharp--
EdU检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
DCFH-DA荧光探针Beyotime Biotechnology4091-99-0
JC-1试剂盒Beyotime Biotechnology--
mCherry-GFP-LC3质粒----
MDC染色液Beyotime Biotechnology--
溶酶体红色荧光探针Beyotime Biotechnology--
SDS裂解液----
PVDF膜Merck Millipore--
β-肌动蛋白抗体Abcamab8226
I型胶原抗体Arigo BiolaboratoriesARG21965
TGF-β1抗体ImmunoWayYT4632
磷酸化NF-κB抗体WanleibioWL02169
NF-κB抗体Biossbsm-33117M
肿瘤坏死因子-α抗体Proteintech60291-1-Ig
IL-1β抗体WanleibioWLH3903
HIF-1α抗体Proteintech20960-1-AP
SOD1抗体WanleibioWL01846
SOD2抗体BosterBA4566
LC3-II抗体Cell Signaling Technology12741
P62抗体Cell Signaling Technology16177S
LAMP2抗体Proteintech66301-1-Ig
磷酸化mTOR抗体AbmartT56571
mTOR抗体AbmartT55306
磷酸化ULK1抗体ImmunoWayYP1544
ULK1抗体AbmartT56902
Beclin1抗体BosterPB0014
Atg5抗体Biossbs-4005r
BNIP3抗体Santa Cruz Biotechnologysc-56167
磷酸化AKT抗体AbmartT40067
AKT抗体AbmartBM4400
TMEM175抗体Proteintech19925-1-AP
HRP标记二抗ZSGB-BIO--
Protein A/G磁珠GenScript--
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific--
SYBR Green荧光染料Beyotime Biotechnology--
碘化丙啶Bestbio25535-16-4
AutoDock软件----
AutoDock Vina软件----
PyMol软件----
Gromacs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
动物模型
小鼠品系、周龄、性别、体重范围、诱导方法(CCII和CFA剂量)、分组、白藜芦醇剂量和给药途径、给药时间
阅读提示:Materials and methods: Animal model
细胞模型
细胞系(MRC-5)、培养条件(DMEM+10%FBS)、刺激因子TGF-β1和IL-1β的浓度、作用时间、白藜芦醇处理浓度和时间
阅读提示:Materials and methods: Cell lines and cell culture, Cell transfection and processing
药物处理
SC79浓度(2 μM)、MK2206浓度(4 μM)、CQ浓度(20 μM)、BAFA1浓度(40 nM)、MG132浓度(10 μM)
阅读提示:Materials and methods: Cell transfection and processing; Results: Figure 5E-G, 7E-F
分子对接与模拟
软件版本、结合自由能阈值、模拟时间、力场参数
阅读提示:Materials and methods: Molecular docking, Molecular dynamics simulations
自噬检测
mCherry-GFP-LC3质粒转染条件、MDC染色步骤、Lyso-Tracker Red染色浓度
阅读提示:Materials and methods: mCherry-GFP-LC3 dual fluorescence, MDC staining, Lyso-tracker red staining
蛋白检测
抗体信息、稀释比例、检测蛋白
阅读提示:Materials and methods: Western blotting