芍药苷通过激活线粒体自噬和预防氧化应激促进小鼠卵巢发育

Paeoniflorin Promotes Ovarian Development in Mice by Activating Mitophagy and Preventing Oxidative Stress.

作者信息Huaming Xi, Ziqian Wang, Minghui Li, Xing Duan, Yuan Li
PMID39125927
发布时间2024-07-30
DOI10.3390/ijms25158355

实验完整度

包含体内动物模型(H2O2诱导小鼠)、组织学、免疫荧光、Western blot、TUNEL等多项实验,涵盖表型、功能及机制验证。

主要模型

H2O2诱导的氧化应激小鼠模型(ICR小鼠)

重点核对

小鼠品系:ICR,3周龄雌性 H2O2给药剂量:48 mg/kg体重,每日腹腔注射 PF给药剂量:10 mg/kg体重,每日腹腔注射 处理周期:7周 对照组:等体积生理盐水

摘要

在动物器官发育过程中,各种不良刺激或毒性环境可诱导氧化应激并延缓卵巢发育。芍药苷(PF)是传统中药白芍的主要活性成分,通过预防氧化应激对多种疾病具有保护作用。然而,PF减轻小鼠卵巢氧化损伤的机制仍不清楚。我们在H2O2诱导的小鼠氧化应激模型中评估了PF对卵巢的保护作用。采用H2O2诱导的小鼠卵巢氧化应激模型探讨PF对卵巢发育的保护作用。观察组织学和卵泡发育。然后检测小鼠卵巢细胞凋亡、氧化应激和自噬的相关指标。我们发现PF抑制H2O2诱导的卵巢细胞凋亡和铁死亡,并促进颗粒细胞增殖。PF通过增加核因子E2相关因子2(Nrf2)和血红素加氧酶-1(HO-1)的表达水平来预防氧化应激。此外,卵巢细胞的自噬流被激活,并伴有溶酶体生物发生增加。而且,PF介导的自噬参与清除H2O2损伤的线粒体。重要的是,PF给药显著增加了原始卵泡、初级卵泡、次级卵泡和有腔卵泡的数量。与H2O2组相比,PF给药改善了卵巢大小。本研究表明,PF给药逆转了H2O2诱导的卵巢发育延迟并促进了卵泡发育。PF激活的线粒体自噬对于预防氧化应激和改善线粒体质量至关重要。

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
芍药苷(PF)能否以及如何通过调节氧化应激和自噬来保护H2O2诱导的小鼠卵巢氧化损伤并促进卵巢发育?
核心机制
PF通过激活Nrf2/HO-1信号通路增强抗氧化能力,抑制铁死亡(上调GPX4),并激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬,清除受损线粒体,改善线粒体质量,从而抑制卵巢细胞凋亡、促进颗粒细胞增殖和卵泡发育。
主要证据
在H2O2诱导的小鼠卵巢氧化应激模型中,PF处理显著增加Nrf2和HO-1的表达,上调GPX4蛋白水平,降低BAX/BCL2比值,减少TUNEL阳性细胞,增加PCNA表达,并上调LC3-II、Beclin-1、TFEB、LAMP2、PINK1、Parkin表达,增强LC3与COX IV共定位,最终增加各阶段卵泡数量,改善卵巢大小。
研究意义
研究为PF促进卵巢发育提供了新证据,并为改善女性生殖能力提供了理论基础。

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H2O2诱导的小鼠卵巢氧化应激模型

模拟氧化应激环境,观察PF对卵巢发育的保护作用。

3周龄雌性ICR小鼠随机分为对照组、H2O2组和PF+H2O2组,H2O2组和PF+H2O2组每日腹腔注射H2O2(48 mg/kg体重),PF+H2O2组另注射PF(10 mg/kg体重),对照组注射等体积生理盐水,处理7周后收集卵巢组织。

2

评估卵巢发育和卵泡数量

检测PF对H2O2诱导的卵巢发育延迟和卵泡发育的影响。

通过HE染色观察卵巢组织学变化,统计原始卵泡、初级卵泡、次级卵泡、有腔卵泡和闭锁卵泡数量,并记录卵巢重量和卵巢重量/体重比。

3

检测细胞增殖和凋亡

验证PF对H2O2诱导的卵巢细胞凋亡和颗粒细胞增殖的影响。

通过免疫荧光检测PCNA、γH2A的表达,通过TUNEL染色检测凋亡细胞,通过Western blot检测BAX和BCL2蛋白水平。

4

检测氧化应激和铁死亡指标

探究PF是否通过抑制氧化应激和铁死亡发挥保护作用。

通过免疫荧光检测Nrf2和HO-1的表达,通过Western blot检测GPX4蛋白水平。

5

检测自噬活性和溶酶体生物发生

验证PF是否激活自噬和溶酶体生物发生。

通过Western blot检测LC3-II、p62、TFEB蛋白水平,免疫荧光检测Beclin-1、p62、LAMP2表达。

6

检测线粒体自噬和线粒体质量

验证PF是否通过促进线粒体自噬改善线粒体质量。

通过Western blot检测MFN1、DRP1、TOM20蛋白水平,免疫荧光检测PINK1、Parkin表达以及LC3与COX IV的共定位。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
芍药苷Shanghai yuanye Bio-Technology Co., Ltd.23180-57-6
Bouin固定液----
显微镜(CKX53SF)OLYMPUS--
DAPI----
二抗IgG Cy3/FITCBIOSSbs-0296G-Cy3/FITC
二抗IgG Cy3/FITCBIOSSbs-0295G-Cy3/FITC
PCNA抗体ServicebioGB11010
HO-1抗体ServicebioGB12104
Nrf2抗体Proteintech16396-1-AP
Beclin-1抗体Proteintech66665-1-Ig
p62抗体Proteintech18420-1-AP
LAMP2抗体ServicebioGB11330
PINK1抗体ServicebioGB114934
Parkin抗体Proteintech66674-1-Ig
LC3抗体AbclonalA19665
COX IV抗体ServicebioGB12250
γH2A抗体ServicebioGB111841
TOM20抗体AbclonalA19403
MFN1抗体Proteintech13798-1-AP
DRP1抗体Cell Signaling Technology8570S
TFEB抗体HUABIOER65144
p62抗体Proteintech18420-1-AP
LC3抗体AbclonalA19665
GPX4抗体Proteintech30388-1-AP
BCL2抗体Proteintech12789-1-AP
BAX抗体Proteintech50599-2-Ig
ACTB抗体Proteintech20536-1-AP
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
PMSFBeyotimeST507
硝酸纤维素膜Millipore--
二抗CWBIOCW0102S
二抗CWBIOCW0103S
ECL底物AbclonalRM00020

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、年龄、性别、H2O2剂量、给药方式、PF剂量、给药方式、处理周期、对照组处理
阅读提示:材料与方法 4.2 Animals
组织学分析
固定液、切片厚度、染色方法、卵泡分类标准、计数样本量
阅读提示:材料与方法 4.3 Histology and Follicle Count
细胞凋亡检测
TUNEL试剂盒、DAPI浓度、切片选择、阳性细胞计数方法
阅读提示:材料与方法 4.4 TUNEL Assay
免疫荧光检测
抗体稀释度、封闭条件、二抗稀释度、DAPI浓度、图像采集
阅读提示:材料与方法 4.5 Immunofluorescence 和 Table 1
Western blot
蛋白裂解液、离心条件、上样量、SDS-PAGE浓度、转膜条件、封闭条件、抗体稀释度、二抗稀释度、ECL检测
阅读提示:材料与方法 4.6 Western Blot 和 Table 1
统计分析
统计方法、显著性水平、重复次数
阅读提示:材料与方法 4.7 Statistical Analysis