二氢小檗碱通过抑制Rheb/mTOR信号通路改善卵巢早衰小鼠Th17/Treg失衡

Dihydroberberine alleviates Th17/Treg imbalance in premature ovarian insufficiency mice via inhibiting Rheb/mTOR signaling.

作者信息Disi Deng, Yeke Wu, Keming Wu, Nan Zeng, Wanjing Li
PMID39472803
期刊Mol Med
发布时间2024-10-29
DOI10.1186/s10020-024-00971-z

实验完整度

包含动物模型(BALB/c POI小鼠)和细胞实验(CD4+ T细胞分化),并通过HE、IHC、ELISA、qPCR、流式、WB、Co-IP等多层级验证功能与机制。

主要模型

BALB/c小鼠POI模型(pZP3诱导) 原代CD4+ T细胞 293T细胞(用于Co-IP验证Rheb-mTOR结合)

重点核对

dhBBR给药剂量与方式:12.5、25、50 mg/kg口服,每日一次,持续4周 POI模型诱导:pZP3皮下多部位注射,两次免疫,间隔两周 细胞分化条件:Treg诱导(anti-CD3 2 μg/mL、anti-CD28 1 μg/mL、anti-IL-2 10 ng/mL、anti-TGF-β 8 ng/mL)3天;Th17诱导(anti-CD3 2 μg/mL、anti-CD28 1 μg/mL、anti-IL-23 20 ng/mL、anti-IL-6 20 ng/mL、anti-TGF-β 2 ng/mL、anti-IFN-γ 5 μg/mL、anti-IL-4 5 μg/mL)4天 MHY1485(mTOR激动剂)处理浓度5 μM rIL-17(100 ng/只)和anti-CD25单抗(250 µg/只)腹腔注射,每周三次

摘要

背景:卵巢早衰(POI)是一种免疫相关疾病。二氢小檗碱(dhBBR)在维持辅助性T细胞17(Th17)/调节性T细胞(Treg)平衡中发挥调节作用。本研究旨在探讨dhBBR对POI的作用机制。方法:在体内,雌性BALB/c小鼠作为POI模型,用dhBBR处理,或注射重组白细胞介素(rIL)-17和抗CD25单克隆抗体。使用苏木精和伊红染色验证模型并评估dhBBR的治疗效果。通过定量聚合酶链反应(qPCR)定量小鼠卵巢中细胞色素P450(Cyp)-17a1、Cyp19a1、Cyp11a1、类固醇生成急性调节蛋白和促黄体生成素受体的mRNA表达水平。使用酶联免疫吸附测定法测定细胞因子和性激素水平。对cleaved-caspase 3和Ki-67进行免疫组织化学染色,以评估卵巢细胞凋亡和增殖。使用流式细胞术分析卵巢和脾脏中的Th17/Treg细胞平衡。使用细胞计数试剂盒-8测定法测量dhBBR的体外细胞毒性。通过免疫荧光测定法测定GTP-Ras同源物富集于脑(Rheb)活性。进行免疫共沉淀以评估dhBBR处理后Rheb活性、Th17或Treg诱导以及Rheb与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)之间的结合。使用流式细胞术和qPCR测定法验证dhBBR对CD4+细胞分化的影响。最后,通过western blotting检测蛋白,包括mTOR、p-mTOR、p70S6K、p-p70S6K、4E-BP1和p-4E-BP1,确认Rheb/mTOR通路激活。结果:dhBBR以剂量依赖性方式改善卵巢功能。它还减少卵巢细胞凋亡并增加细胞增殖。在POI模型小鼠的卵巢和脾脏中,它降低了Th1和Th17细胞比例,但增加了Treg细胞比例。细胞实验显示,dhBBR促进CD4+细胞分化为Treg细胞。免疫共沉淀显示Rheb是dhBBR的靶点,与mTOR结合。然而,MHY1485恢复了dhBBR诱导的叉头盒P3、IL-10、转化生长因子-β1、IL-17、IL-22、维甲酸相关孤儿受体-γt和p-mTOR水平在Th17和Treg诱导的CD4+细胞中的变化。结论:总体而言,dhBBR靶向Rheb/mTOR通路以促进CD4+细胞分化为Treg细胞并缓解POI。

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
dhBBR是否通过靶向Rheb/mTOR信号通路调控Th17/Treg平衡从而缓解POI?
核心机制
dhBBR靶向Rheb,抑制Rheb与mTOR的结合,进而抑制mTOR磷酸化,促进CD4+ T细胞向Treg细胞分化,并抑制向Th17细胞分化,从而恢复Th17/Treg平衡。
主要证据
在POI小鼠模型中,dhBBR改善卵巢功能,调节Th17/Treg比例;在CD4+ T细胞分化模型中,dhBBR上调Foxp3、IL-10、TGF-β1,下调IL-17、IL-22、RORγt;Co-IP证实dhBBR抑制Rheb与mTOR结合;mTOR激动剂MHY1485逆转dhBBR的作用。
研究意义
研究提示dhBBR可能作为POI的靶向药物,通过调节免疫平衡发挥治疗作用,为POI的免疫治疗提供新思路。

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POI小鼠模型并评估卵巢功能

建立POI模型并验证dhBBR对卵巢功能恢复的影响

采用pZP3皮下注射诱导POI模型,给予不同剂量dhBBR(12.5、25、50 mg/kg)口服,通过阴道细胞涂片确认模型,HE染色观察卵巢病理,ELISA检测E2、FSH、AMH水平,qPCR检测卵巢功能相关基因表达。

2

检测dhBBR对免疫细胞和细胞因子的影响

评估dhBBR对Th17/Treg平衡及炎症因子的调节作用

通过流式细胞术分析卵巢和脾脏中Th1、Th17、Treg细胞比例,ELISA检测血清细胞因子(IFN-γ, IL-17A, IL-23, TNF-α, TGF-β1, IL-10, IL-35),WB检测脾脏中mTOR/p-mTOR、RORγt、Foxp3水平。

3

验证Treg/Th17细胞在dhBBR治疗POI中的作用

通过干预Treg/Th17功能,验证dhBBR通过调节免疫平衡改善POI

在POI小鼠中给予rIL-17(促进Th17)或anti-CD25单抗(抑制Treg),观察dhBBR治疗效果的逆转,包括卵巢病理、激素、细胞因子、卵巢功能基因表达。

4

体外诱导CD4+ T细胞分化并检测dhBBR的作用

在细胞水平验证dhBBR对CD4+ T细胞分化的影响

使用原代CD4+ T细胞,在Treg或Th17极化条件下培养,加入dhBBR(0.25、0.5、1 µM),通过CCK-8检测细胞活性,qPCR检测转录因子和细胞因子,流式分析FOXP3+和IL-17A+细胞比例。

5

研究dhBBR对Rheb/mTOR信号通路的影响

探究dhBBR是否通过靶向Rheb抑制mTOR激活

通过IF和Co-IP检测GTP-Rheb活性及Rheb与mTOR结合,WB检测mTOR、p-mTOR、p70S6K、4E-BP1及其磷酸化水平。

6

使用mTOR激动剂验证机制

验证dhBBR通过抑制mTOR信号通路发挥作用的必要性

在CD4+ T细胞分化模型中,加入mTOR激动剂MHY1485(5 μM),观察对dhBBR诱导的Treg/Th17分化的逆转作用,包括流式分析、qPCR和WB。

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
小鼠透明带糖蛋白3Chinese Peptide Co., Ltd--
弗氏完全佐剂Sigma--
弗氏不完全佐剂----
二氢小檗碱----
重组白细胞介素-17----
抗CD25单克隆抗体----
异氟烷----
RPMI-1640培养基Sigma-AldrichR8758
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
L-谷氨酰胺----
抗CD3抗体----
抗CD28抗体----
抗IL-2抗体----
抗TGF-β抗体----
抗IL-23抗体----
抗IL-6抗体----
抗IFN-γ抗体----
抗IL-4抗体----
MHY1485----
伊红Hefei Bomei Biotechnology Co., LtdYE2080
抗cleaved-caspase 3抗体ServicebioGB11532
抗Ki-67抗体HUABIOHA721115
抗GTP-Rheb抗体Proteintech15924-1-AP
二抗ServicebioGB23303
DAB显色试剂盒ZsbioZLI-9018
Halo图像分析系统Indica Labs101-WL-HALO-1
数码三目摄像显微镜----
ELISA试剂盒ZCIBIOZC-38389, ZC-37905, ZC-39043, ZC-37971, ZC-39024, ZC-37962, ZC-38046, ZC-38059, ZC-37979, ZC-37985, ZC-38503
SpectraMAX Plus384酶标仪Molecular Devices--
Molpure细胞/组织总RNA提取试剂盒YEASEN19221ES50
PrimeScript RT试剂盒TakaraRR047A
TB Green Premix Ex Taq IITakaraRR820A
QuantStudio Design & Analysis SE软件Thermo Fisher--
CCK-8工作液BiosharpBS350B
Cytoflex流式细胞仪Beckman--
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0009
PDGF膜----
抗mTOR抗体Proteintech66888-1-Ig
抗p-mTOR(Ser2448)抗体Proteintech67778-1-Ig
抗p70S6K抗体ABclonalA2190
抗p-p70S6K抗体ABclonalAP0502
抗4E-BP1抗体ABclonalA24691
抗p-4E-BP1抗体ABclonalAP1363
抗Rheb抗体Cell Signaling Technology13879
抗RORγt抗体Biossbs-23109R
抗β-actin抗体ABclonalAC026
HRP标记山羊抗小鼠IgG(H+L)AbcamAS003
HRP标记山羊抗兔IgG(H+L)AffbiotechS0001
凝胶成像系统Analytik Jena US LLC--
Myc标签Rheb表达质粒----
免疫共沉淀试剂盒ProteintechPK10007
抗Rheb抗体Cell Signaling Technology13879
兔IgGBeyotimeA7016
HRP标记的蛋白AProteintechPK10007
抗mTOR抗体Proteintech66888-1-Ig
抗Myc抗体Abcamab32
抗GTP-Rheb抗体Proteintech15924-1-AP
FITC标记的山羊抗兔抗体ServicebioGB22303
DAPIServicebioG1012

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、周龄、性别、pZP3剂量与注射方式、佐剂类型、加强免疫时间、模型确认标准(阴道涂片和抗体水平)
阅读提示:Methods: POI mouse modeling and drug treatment; Figure 1 legend
药物处理
dhBBR剂量(12.5、25、50 mg/kg)、给药方式(口服)、给药时长(4周);rIL-17剂量(100 ng/只)、aCD25mAb剂量(250 µg/只)、注射频率(每周三次)
阅读提示:Methods: POI mouse modeling and drug treatment; Figure 3 legend
细胞分化与处理
CD4+ T细胞来源、培养基成分、Treg/Th17极化条件(抗体种类和浓度)、分化天数、dhBBR浓度(0.25、0.5、1 µM)及MHY1485浓度(5 μM)
阅读提示:Methods: CD4+ T cell differentiation and drug treatment
机制验证
分子对接软件和数据库、IF检测GTP-Rheb的抗体、Co-IP的抗体和试剂盒、WB一抗稀释比例及二抗来源
阅读提示:Methods: Molecular docking prediction, IF, Co-IP, WB