Sirt1通过抑制MAPK/NF-κB/AP-1通路并激活Nrf2/HO-1通路抑制痛风性关节炎中的巨噬细胞极化和炎症

Sirt1 inhibits macrophage polarization and inflammation in gouty arthritis by inhibiting the MAPK/NF-κB/AP-1 pathway and activating the Nrf2/HO-1 pathway.

作者信息Xu Zhao, Menglan Li, Yiwei Lu, Mi Wang, Jiawei Xiao, Qingqing Xie, Xinyi He, Shiquan Shuai
PMID38739197
发布时间2024-07
DOI10.1007/s00011-024-01890-9

实验完整度

研究包含体内动物模型(MSU诱导小鼠痛风性关节炎)和体外细胞模型(THP-1细胞),并通过功能验证(Sirt1激动/抑制)和机制验证(Western blot检测MAPK/NF-κB/AP-1和Nrf2/HO-1通路蛋白)双重证据层级。

主要模型

C57BL/6小鼠痛风性关节炎模型 THP-1细胞诱导分化的巨噬细胞

重点核对

MSU晶体注射剂量:1 mg于50 μL PBS中,注入小鼠右侧后踝关节 THP-1细胞分化:100 nM PMA处理48小时 药物处理浓度与时间:EX527和SRT2104各10 μM预处理3小时,LPS 1 μg/mL刺激3小时,MSU 200 μg/mL刺激18小时 Sirt1表达水平:模型组降低,SRT2104激活组升高,EX527抑制组进一步降低

摘要

目的与设计:阐明Sirt1在痛风性关节炎炎症中的作用及其潜在机制。材料:构建小鼠痛风性关节炎模型,并进行THP-1细胞实验。处理:将1 mg MSU晶体注射入小鼠踝关节,干预72小时。用Sirt1特异性抑制剂(EX527)和激动剂(SRT2104)预处理3小时后,用脂多糖(LPS)加MSU晶体诱导炎症21小时。方法:通过关节炎症指数、肿胀和HE染色评估痛风性关节炎严重程度,并通过免疫组化检测滑膜组织中CD68单核巨噬细胞和Sirt1表达。利用ELISA、NO测定、RT-qPCR、流式细胞术和Western blot检测巨噬细胞炎症因子、极化、活性氧、MAPK/NF-κB/AP-1和Nrf2/HO-1通路蛋白。结果:观察到明显的关节肿胀、滑膜组织水肿和炎性细胞浸润。滑膜中CD68单核巨噬细胞和Sirt1表达升高。Sirt1激活降低炎症因子、M1极化和ROS生成。Sirt1激活降低p38/JNK磷酸化,从而抑制下游NF-κB p65/AP-1并增强Nrf2/HO-1,从而抑制炎症。结论:Sirt1通过抑制MAPK/NF-κB/AP-1通路并激活Nrf2/HO-1通路减轻痛风性关节炎中M1巨噬细胞极化和炎症。因此,激活Sirt1可能为痛风性关节炎提供新的治疗靶点。

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
Sirt1是否通过调节巨噬细胞极化影响痛风性关节炎的炎症及其潜在机制。
核心机制
Sirt1通过抑制MAPK信号通路(p38/JNK磷酸化)而下调下游NF-κB p65磷酸化和AP-1活性,同时激活Nrf2/HO-1通路,从而抑制M1巨噬细胞极化和炎症反应。
主要证据
在MSU诱导的痛风性关节炎小鼠模型中,滑膜CD68阳性巨噬细胞和Sirt1表达升高;在LPS+MSU刺激的THP-1细胞中,Sirt1激活降低了炎症因子(IL-1β、IL-6、TNF-α、PGE2、NO、COX-2、iNOS、MCP-1)水平、M1极化比例和ROS生成,并调节MAPK/NF-κB/AP-1与Nrf2/HO-1通路蛋白表达。
研究意义
研究首次表明Sirt1通过MAPK和Nrf2/HO-1通路调控痛风性关节炎的巨噬细胞极化和炎症反应,为痛风性关节炎的治疗提供了新靶点。

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

建立体内痛风性关节炎模型

观察MSU晶体诱导的小鼠踝关节炎症反应

向C57BL/6小鼠右侧后踝关节注射MSU晶体悬液(1 mg)建立痛风性关节炎模型,对照组注射PBS,观察72小时,评估关节炎症指数和肿胀。

2

评估滑膜病理和巨噬细胞浸润

检测痛风性关节炎中滑膜组织损伤和炎性细胞浸润

建模72小时后处死小鼠,取踝关节组织固定、脱钙、包埋、切片,进行HE染色观察组织病理,并通过免疫组化检测CD68和Sirt1表达。

3

建立体外THP-1细胞炎症模型并干预Sirt1

在体外验证Sirt1对巨噬细胞炎症和极化的影响

THP-1细胞经PMA诱导分化为巨噬细胞,分为空白组、模型组(LPS+MSU)、EX527组(EX527+LPS+MSU)和SRT2104组(SRT2104+LPS+MSU),分别检测炎症因子、极化标志物、ROS和信号通路蛋白。

4

检测炎症因子、介质和趋化因子表达

评估Sirt1对炎症介质释放的影响

收集细胞培养上清,采用ELISA检测IL-1β、IL-6、TNF-α、PGE2,NO assay检测NO;提取RNA采用RT-qPCR检测COX-2、iNOS、MCP-1 mRNA水平。

5

检测巨噬细胞极化和ROS水平

分析Sirt1对巨噬细胞M1/M2极化和氧化应激的影响

用流式细胞术检测CD11b、CD86(M1)、CD206(M2)标志物及DCFH-DA探针检测ROS水平。

6

检测信号通路蛋白表达

验证Sirt1对MAPK/NF-κB/AP-1和Nrf2/HO-1通路的影响

裂解细胞提取总蛋白,Western blot检测Sirt1、p-JNK、JNK、p-P38、P38、p-p65、p65、AP-1、Nrf2、HO-1和β-actin蛋白表达。

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
尿酸Sigma-AldrichU0881-10G
EX527MCEHY-15452
SRT2104MCEHY-15262
脂多糖Sigma-AldrichL6386
佛波醇12-十四酸酯13-乙酸酯MCEHY-18739
RPMI-1640培养基ProcellPM150110
胎牛血清VivacellC04001-500
青霉素-链霉素Shanghai BasalMedia Technologies Co., LtdS110JV
IL-1β ELISA试剂盒ZCIBIOZC-32420
IL-6 ELISA试剂盒ZCIBIOZC-32446
PGE2 ELISA试剂盒ZCIBIOZC-34407
TNF-α ELISA试剂盒ZCIBIOZC-35733
NO检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA012-1-1
Trizol试剂----
HiScript® III逆转录试剂盒Vazyme Biotech Co., Ltd.R323-01
FITC抗人CD11b抗体Biolegend301329
APC抗人CD86抗体Biolegend305411
PE抗人CD206抗体Biolegend321105
2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯----
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒----
β-actin一抗AbclonalAC026
Sirt1一抗Proteintech60303-1-lg
AP-1一抗Proteintech66313-1-Ig
NF-κB p65一抗Biossbs-0465R
NF-κB p-p65一抗Proteintech82335-1-RR
p-P38一抗Biossbs-5476R
P38一抗Biossbs-0637R
p-JNK一抗Proteintech80024-1-RR
JNK一抗Proteintech66210-1-lg
HO-1一抗Abcamab85309
Nrf2一抗Proteintech16396-1-AP
山羊抗兔IgG (H+L) HRP二抗AffbiotechS0001
CD68一抗ServicebioGB113109
Sirt1一抗Biossbs-0921R
山羊抗兔IgG (H+L) HRP二抗ServicebioGB23303

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
动物模型建立
小鼠品系、性别、年龄、体重;MSU晶体注射剂量和体积;注射部位;对照组注射PBS;观察时间点
阅读提示:Materials and methods - Animal experiment - Establishment of a murine model of gouty arthritis; Figure 1 legend
体外细胞模型与干预
THP-1细胞来源;PMA浓度和时间;EX527和SRT2104浓度和时间;LPS和MSU浓度和时间;细胞分组
阅读提示:Materials and methods - Cellular experiments - Cell culture and stimulation; Figure 4 legend
炎症因子检测
ELISA试剂盒货号;NO测定试剂盒货号;检测的因子种类
阅读提示:Materials and methods - Cellular experiments - ELISA and NO assays
巨噬细胞极化检测
流式抗体克隆号;剂量;孵育时间;温度
阅读提示:Materials and methods - Cellular experiments - Flow cytometry - Macrophage polarization; Figure 6 legend
信号通路蛋白检测
抗体品牌、货号、稀释度;内参蛋白;蛋白上样量;SDS-PAGE浓度
阅读提示:Materials and methods - Cellular experiments - Western blot analysis; Figure 8 legend