健脾化瘀方通过改善炎症和重塑ApoE-/-小鼠肠道菌群预防动脉粥样硬化

Jianpi Huayu Prescription Prevents Atherosclerosis by Improving Inflammation and Reshaping the Intestinal Microbiota in ApoE-/- Mice.

作者信息Hao-Ran Zhao, Qin-Chi Xian, Xuan-Ming Zhang, Xiao-Yu Ma, Fu-Qiao Wang, Rui-Si Wang, Zhi-Jie Liu, Zhi-Gang Zhang
PMID39174865
发布时间2024-09
DOI10.1007/s12013-024-01341-6

实验完整度

包含体外细胞模型、ApoE-/-小鼠动物模型、16S rRNA肠道菌群测序、多组学分析及分子机制验证,证据层级丰富。

主要模型

LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症模型 高脂饮食诱导的ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化模型

重点核对

JPHYP剂量:体内高、中、低剂量分别为56、28、14 g·kg-1,体外含药血清稀释60% LPS处理:RAW264.7细胞用1 μg/mL LPS刺激24小时 TAK-242作为TLR4特异性阻断剂,浓度为10 nmol/L 动物分组:ApoE-/-小鼠随机分为模型、阳性对照(阿托伐他汀3 mg·kg-1)、JPHYP高、中、低剂量组,每组12只 主要检测指标:血脂、炎症因子、主动脉斑块、肠道菌群、TLR4/MyD88/MAPK通路蛋白

摘要

本研究建立LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症损伤模型和AS小鼠易损斑块模型,观察健脾化瘀方(JPHYP)对巨噬细胞炎症、斑块形成、血脂、炎症水平、肠道菌群及TLR4/MyD88/MAPK通路的影响,探讨JPHYP的抗AS作用及分子机制,并检测小鼠肠道微生物16S rRNA。比较不同组小鼠肠道菌群差异,进一步探讨JPHYP的干预效果,阐明JPHYP通过调节TLR4/MyD88/MAPK炎症信号通路和改善肠道菌群防治AS的分子生物学机制。

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
JPHYP是否通过调节TLR4/MyD88/MAPK信号通路和改善肠道菌群来预防动脉粥样硬化?
核心机制
JPHYP通过抑制TLR4/MyD88/MAPK信号通路,减少炎症因子释放,并改善肠道菌群多样性,修复肠道屏障,降低LPS水平,从而减轻动脉粥样硬化。
主要证据
体外实验显示JPHYP降低LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞ROS和炎症因子水平,抑制TLR4/MyD88/MAPK通路蛋白表达;体内实验显示JPHYP降低ApoE-/-小鼠血脂和炎症因子水平,减少主动脉斑块面积,改善肠道组织形态,上调紧密连接蛋白,调节肠道菌群组成。
研究意义
本研究首次证明JPHYP治疗可特异性改变Turicibacter、Muribaculaceae和Bacteroidetes的丰度,为通过调控肠道菌群治疗AS的药物开发提供科学依据,并为中药防治AS提供了理论基础和实验证据。

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

JPHYP成分分析

鉴定JPHYP的主要化学成分

采用UPLC-Q-TOF/MS对JPHYP样品进行分析,结合高分辨质谱数据库和相关文献,鉴定出67种化合物。

2

细胞模型建立与药物处理

建立LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症模型,并确定JPHYP最佳处理浓度

RAW264.7细胞用LPS(1 μg/mL)刺激24小时建立炎症模型;采用CCK-8法检测不同浓度JPHYP含药血清对细胞活性的影响,确定最佳稀释浓度为60%;随后用含药血清处理细胞24小时,部分实验加入TLR4阻断剂TAK-242(10 nmol/L)。

3

体外炎症与氧化应激检测

评估JPHYP对巨噬细胞炎症和氧化应激的影响

采用CLSM检测细胞内ROS水平;采用ELISA检测炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6和MCP-1的表达水平。

4

动物模型建立与分组给药

建立高脂饮食诱导的ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化模型,并给予JPHYP干预

8周龄雄性ApoE-/-小鼠(60只)高脂饮食喂养12周建立AS模型,随机分为5组:模型组、阳性对照组(阿托伐他汀3 mg·kg-1)、JPHYP高剂量组(56 g·kg-1)、中剂量组(28 g·kg-1)、低剂量组(14 g·kg-1),灌胃给药;另设C57BL/6J对照组(12只)常规饮食。

5

体内血脂与炎症因子检测

评估JPHYP对AS小鼠血脂和炎症水平的影响

使用全自动生化仪检测血清TC、TG、LDL-C和HDL-C;ELISA检测血清炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6、MCP-1。

6

主动脉斑块分析

评估JPHYP对AS小鼠主动脉斑块形成的影响

主动脉油红O染色观察大体斑块;主动脉根部切片进行HE、Masson和油红O染色,使用Image Pro Plus 6.0分析斑块面积。

7

肠道组织形态与屏障功能检测

评估JPHYP对AS小鼠肠道组织形态、黏蛋白和紧密连接蛋白的影响

结肠组织HE染色观察形态;阿尔辛蓝染色和WGA荧光染色检测黏蛋白;Western blot检测紧密连接蛋白ZO-1、Occludin1、Claudin1和JAM-1的表达。

8

信号通路蛋白检测

验证JPHYP对TLR4/MyD88/MAPK信号通路的调控作用

采用免疫组化和Western blot检测主动脉和巨噬细胞中TLR4、MyD88、JNK、p-JNK、AP-1、P38MAPK、p-P38MAPK的表达水平。

9

肠道菌群分析

评估JPHYP对AS小鼠肠道菌群组成和多样性的影响

提取粪便DNA,对16S rRNA V3-V4区进行扩增和测序,分析菌群多样性、丰度及差异菌群。

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
健脾化瘀方The First Affiliated Hospital of Shihezi University20180870
阿托伐他汀PfizerEL2614
高糖DMEM培养基PunosaiWHB823D211
胎牛血清UEF90701
青霉素/链霉素SolarbioP1400
脂多糖SolarbioIL2020
TAK-242Wuhan ProteintechCM00939
TNF-α ELISA试剂盒--E-EL-M3063
IL-1β ELISA试剂盒--E-EL-M0037c
IL-6 ELISA试剂盒--E-EL-M0044c
MCP-1 ELISA试剂盒--E-EL-M3001
LPS ELISA试剂盒--MM-0634M1
4%聚合固定液Biosharp70100900
全自动生化分析仪Chemray 240Rayto--
超高效液相色谱仪H-ClassWaters--
高分辨质谱仪Triple TOF 4600AB Sciex--
GAPDH抗体CST--
β-actin抗体ServicebioAC220110015
TLR4抗体Wuhan Proteintech66350-1-lg
MyD88抗体Wuhan Proteintech67969-1-lg
JNK抗体Wuhan Proteintech66210-1-lg
p-JNK抗体Biossbsm-52462R
AP-1抗体Wuhan Proteintech66590-1-lg
P38MAPK抗体Wuhan Proteintech--
p-P38MAPK抗体Biossbs-5476R
ZO-1抗体Abcamab276131
Occludin1抗体Wuhan Proteintech66378-1-Ig
Claudin1抗体Abcamab307692
JAM-1抗体Abcamab270446
山羊抗小鼠二抗Beijing Zhongshan Golden Bridge224800105
山羊抗兔二抗Wuhan ServicebioCR2110082
超敏ECL化学发光试剂盒Wuhan ServicebioCR2112141
NovaSeq 6000测序仪Illumina--
NovaSeq 6000 SP试剂盒Illumina--
Image Pro Plus 6.0----

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
细胞模型建立与处理
RAW264.7细胞用1 μg/mL LPS刺激24小时;JPHYP含药血清稀释60%处理24小时;TAK-242浓度10 nmol/L
阅读提示:Methods-细胞模型建立、细胞培养与处理
动物模型与分组给药
ApoE-/-小鼠高脂饮食12周;分组:模型组、阳性对照组(阿托伐他汀3 mg·kg-1)、JPHYP-H(56 g·kg-1)、JPHYP-M(28 g·kg-1)、JPHYP-L(14 g·kg-1)
阅读提示:Methods-动物、HFD诱导AS模型
血脂检测
使用全自动生化仪检测TC、TG、LDL-C、HDL-C
阅读提示:Methods-血脂检查
炎症因子检测
血清和细胞上清炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6、MCP-1的测定
阅读提示:Methods-酶联免疫吸附试验
主动脉斑块定量
主动脉油红O染色及主动脉根部HE、Masson、油红O染色;Image Pro Plus 6.0分析斑块面积
阅读提示:Methods-动脉粥样硬化病变分析
肠道屏障功能检测
结肠组织HE、阿尔辛蓝、WGA染色;Western blot检测ZO-1、Occludin1、Claudin1、JAM-1
阅读提示:Methods-大肠组织形态观察、Western blot
信号通路蛋白检测
免疫组化和Western blot检测TLR4、MyD88、JNK、p-JNK、AP-1、P38MAPK、p-P38MAPK
阅读提示:Methods-免疫组化分析、Western blot
肠道菌群测序
16S rRNA V3-V4区测序;样本为盲肠内容物;测序平台NovaSeq 6000
阅读提示:Methods-粪便样本采集与16S rRNA基因测序