参芪化痰汤通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ介导的活化蛋白激酶/叉头转录因子O3a信号通路改善慢性阻塞性肺疾病大鼠的氧化应激

Amelioration of Oxidative Stress in Rats with Chronic Obstructive Pulmonary Disease through Shenqi Huatan Decoction Activation of Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma-Mediated Activated Protein Kinase/Forkhead Transcription Factor O3a Signaling Pathway.

作者信息Jingjing Chen, Wenxiao Qiao, Xiaoming Xue, Dian Li, Ye Zhang, Di Xie, Jinyun Wang, Yaoqin Sun, Shuo Yang, Zhuomin Yang
PMID38983965
发布时间2024-07
DOI10.1155/2024/5647813

实验完整度

包含动物模型、ELISA、RT-qPCR、Western blot和病理染色,但缺乏体外细胞实验和患者样本验证。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠COPD模型(香烟烟雾+LPS气管注射)

重点核对

COPD模型诱导:香烟烟雾和LPS气管注射,LPS浓度0.2 ml/rat,第1天和第14天,第2-13天和第15-40天被动吸烟10支/天 药物剂量:地塞米松0.09 mg/kg,SQHT高、中、低剂量分别为8.6 g/kg、4.3 g/kg、2.2 g/kg,灌胃给药14天 氧化应激指标:血清SOD、TAOC、LPO、MDA,通过ELISA检测 信号通路分子:肺组织AMPK-α、FOXO3a、p-FOXO3a、MnSOD、PPARγ的mRNA和蛋白表达

摘要

背景:慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种常见的呼吸系统疾病。目前,尚无特定的治疗策略,因此寻找新的治疗方法至关重要。临床上,参芪化痰汤(SQHT)是一种用于治疗COPD的中药复方,但其治疗作用机制尚需阐明。方法:通过香烟烟雾和脂多糖气管注射法复制COPD大鼠模型。对照组和SQHT组分别灌胃给予地塞米松和SQHT。治疗后,采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清超氧化物歧化酶(SOD)水平、总抗氧化能力(TAOC)、脂质过氧化和丙二醛(MDA)。采用逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和Western blot检测活化蛋白激酶α(AMPK-α)、叉头转录因子O3a(FOXO3a)、锰超氧化物歧化酶(MnSOD)和过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)。检测微小核糖核酸和蛋白表达水平,并通过苏木精-伊红染色观察肺组织病理学变化。结果:病理学结果表明,SQHT通过增强肺泡融合和减少肺气肿,对COPD治疗有显著作用。ELISA结果显示,SQHT可降低血液中MDA和脂质过氧化物的水平,升高SOD和TAOC水平,提示其可减轻氧化应激。在COPD大鼠肺组织中,大剂量SQHT干预显著增加AMPK蛋白表达,AMPK-α、FOXO3a、MnSOD和PPARγ,表明SQHT可能通过激活PPARγ介导的AMPK/FOXO3a信号通路减少氧化应激。RT-qPCR也获得了类似的结果。结论:SQHT对COPD治疗有效,其作用机制可能与激活PPARγ介导的AMPK/FOXO3a信号通路改善肺组织氧化应激有关。

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
参芪化痰汤能否通过激活PPARγ介导的AMPK/FOXO3a信号通路改善COPD大鼠的氧化应激?
核心机制
SQHT可能通过激活PPARγ,增强AMPK表达,进而上调FOXO3a磷酸化水平,促进下游抗氧化酶MnSOD表达,从而减轻氧化应激。
主要证据
在COPD大鼠模型中,SQHT治疗显著降低血清MDA和LPO水平,升高SOD和TAOC;同时显著增加肺组织中AMPK-α、FOXO3a、p-FOXO3a、MnSOD和PPARγ的蛋白表达,以及AMPK-α、FOXO3a、MnSOD和PPARγ的mRNA表达,并改善肺组织病理变化。
研究意义
研究为SQHT治疗COPD提供了机制依据,表明其可能通过调节氧化应激发挥治疗作用。

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

构建COPD大鼠模型

建立与临床COPD病理特征相似的动物模型,用于评估SQHT的疗效。

雄性SD大鼠随机分为6组,通过香烟烟雾和气管注射LPS复制COPD模型。

2

分组及药物干预

比较SQHT不同剂量和地塞米松对COPD大鼠的治疗效果。

建模后,各组分别给予生理盐水、地塞米松或SQHT(高、中、低剂量)灌胃,每日一次,持续14天。

3

评估肺组织病理变化

观察SQHT对COPD大鼠肺组织形态学改变的影响。

取左肺固定、包埋、切片,H&E染色后显微镜观察肺泡结构、炎症浸润和出血情况,并进行病理评分。

4

检测血清氧化应激指标

评估SQHT对COPD大鼠全身氧化应激水平的影响。

收集下腔静脉血,离心取血清,用ELISA试剂盒检测SOD、TAOC、LPO和MDA水平。

5

检测肺组织mRNA表达

评估SQHT对氧化应激相关基因转录水平的影响。

提取肺组织总RNA,通过RT-qPCR检测AMPK-α、FOXO3a、MnSOD和PPARγ的mRNA表达,以β-actin为内参。

6

检测肺组织蛋白表达

评估SQHT对氧化应激相关信号通路蛋白表达的影响。

提取肺组织总蛋白,通过Western blot检测AMPK-α、FOXO3a、p-FOXO3a、MnSOD和PPARγ的蛋白表达,以GAPDH为内参。

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
脂多糖SigmaL2880
地塞米松Tianjin Lisheng Pharmaceutical Co., Ltd2111003
HiFiScript快速基因组互补脱氧核糖核酸(cDNA)第一链合成试剂盒Conway ReagentsCW2582M
荧光定量聚合酶链反应(qPCR)试剂盒Mona BioMQ00401S
超氧化物歧化酶ELISA试剂盒Annoroad Genome Technology Co., LtdGR20221110
总抗氧化能力ELISA试剂盒Annoroad Genome Technology Co., LtdGR20221110
脂质过氧化物(LPO)ELISA试剂盒Annoroad Genome Technology Co., LtdGR20221110
丙二醛(MDA)ELISA试剂盒Annoroad Genome Technology Co., LtdGR20221110
AMPK-α抗体Abcamab32047
FOXO3a抗体Abcamab109629
磷酸化FOXO3a抗体Abcamab26649
GAPDH抗体Abcamab9485
MnSOD抗体Beyotime Biotech. Inc.AF5144
PPARγ抗体Biossbs-0530R

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
动物模型构建
大鼠品系、性别、周龄、体重、LPS剂量和给药时间、烟雾暴露时间和次数
阅读提示:Methods: 2.2 Induction of COPD in Rats
动物分组与给药
分组数量、每组只数、药物剂量、给药方式、给药时长
阅读提示:Methods: 2.1 Animals 和 2.3 Drug Administration
血清氧化应激检测
血液离心参数、ELISA试剂盒型号和操作步骤
阅读提示:Methods: 2.5 SOD, TAOC, LPO, and MDA Levels in Rat Serum Were Measured by ELISA
RT-qPCR检测
引物序列、PCR反应条件、内参基因、相对定量方法
阅读提示:Methods: The mRNA expression of AMPK-α, FOXO3a, MnSOD, and PPARγ was detected using real-time fluorescence quantitative PCR 及 Table 1
Western blot检测
蛋白提取方法、BCA定量、抗体信息、封闭条件、检测曝光条件
阅读提示:Methods: 2.6 Protein Expression of AMPK-α, FOXO3a, p-FOXO3a, MnSOD, and PPARγ Was Detected by Western Blot
统计分析
统计软件、数据表示方式、组间比较方法、显著性阈值
阅读提示:Methods: 2.7 Statistical Analysis