油酸通过Th1/Th2免疫细胞调节、TLR3/4-NF-κB相关炎症抑制和内在凋亡通路诱导减轻哮喘发病机制

Oleic acid attenuates asthma pathogenesis via Th1/Th2 immune cell modulation, TLR3/4-NF-κB-related inflammation suppression, and intrinsic apoptotic pathway induction.

作者信息Soon-Young Lee, Duc Dat Le, Chun-Sik Bae, Jin Woo Park, Mina Lee, Seung-Sik Cho, Dae-Hun Park
PMID39421735
发布时间2024-10-03
DOI10.3389/fimmu.2024.1429591

实验完整度

文献结合体外RAW264.7细胞模型、体内OVA诱导BALB/c小鼠模型及分子对接,通过MTT、ELISA、Western blot、免疫荧光、基因转染、组织病理学等多层级验证了油酸的抗炎、免疫调节和凋亡机制。

主要模型

LPS诱导的RAW 264.7细胞 OVA诱导的BALB/c小鼠 TLR4-siRNA转染的RAW 264.7细胞

重点核对

BALB/c小鼠分组:CON、OVA、DEX(1 mg/kg)及油酸50/125/250 mg/kg组,每组8只 OVA致敏:第1天和第8天腹腔注射20 μg OVA和1 mg氢氧化铝,第21-25天雾化吸入5% OVA RAW 264.7细胞油酸处理浓度0-50 μM,LPS浓度10 ng/mL Western blot抗体:p-JNK (9255S), p-p38 MAPK (4511S), p-NF-κB (MA5-15160), COX-2 (PA1-9032)等

摘要

世界卫生组织报告称,2019年哮喘导致455,000人死亡,截至2023年5月,哮喘患者估计达2.62亿。随着平均寿命的增加,哮喘的发病率预计会增加,凸显了哮喘作为老龄化社会中重大健康挑战的地位。哮喘的病因与Th1和Th2细胞失衡、呼吸道炎症和肺细胞增殖有关。本研究旨在探讨油酸的抗哮喘作用及其潜在机制。在LPS诱导的RAW 264.7细胞模型中评估了油酸的抗炎作用,并在卵清蛋白诱导的BALB/c小鼠模型中检测了免疫调节和抗凋亡作用。采用多种分析方法,如MTT、qPCR、ELISA、Western blotting、免疫荧光、基因转染、免疫组织化学以及多种染色方法(Diff Quik、H&E、PAS),以评估这些方法的有效性和机制。体外实验结果表明,油酸能够降低炎症细胞因子(TNF-α、IL-6和IL-1β)的水平,分子对接研究表明油酸能与TLR3和TLR4蛋白相互作用形成配体-蛋白质复合物,显示出良好的结合亲和力。此外,油酸减弱了MAPK通路成分(JNK、p38 MAPK)和NF-κB通路成分(IκB、NF-κB、COX-2、PGE2)的表达。体内结果表明,油酸降低了炎症细胞(WBCs和嗜酸性粒细胞)和IgE活性的水平,降低了Th2细胞转录因子GATA-3的表达,并降低了Th2/Th17相关细胞因子(IL-4、TNF-α和IL-6)的水平。油酸还减轻了OVA诱导的肺部病理变化,如上皮细胞增殖、炎症细胞浸润和黏液分泌过多。OVA通过调节Bcl-2和Bax的表达恢复肺上皮细胞的凋亡。总之,油酸通过调节免疫细胞、发挥抗炎作用并促进凋亡,从而改善哮喘表现,具有作为哮喘治疗新候选药物的潜力。

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
油酸是否具有抗哮喘作用及其潜在机制是什么?
核心机制
油酸通过抑制MAPK(JNK, p38)和NF-κB通路,减少炎症因子;调节Th1/Th2平衡(降低GATA-3、IL-4、TNF-α、IL-6);通过下调Bcl-2和上调Bax诱导肺上皮细胞凋亡。
主要证据
体外LPS诱导RAW264.7细胞显示油酸降低TNF-α、IL-6、IL-1β等炎症因子,抑制MAPK和NF-κB通路;体内OVA诱导BALB/c小鼠显示油酸减少炎症细胞、IgE、Th2细胞因子及肺部病理变化,并通过TUNEL和免疫荧光验证凋亡诱导。
研究意义
油酸作为天然来源的化合物,通过多靶点机制改善哮喘症状,有望成为新型抗哮喘治疗候选药物。

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

体外抗炎活性评估

确定油酸对LPS诱导的RAW264.7细胞炎症的抑制作用

采用MTT法检测细胞活力;ELISA和RT-PCR检测TNF-α、IL-6、IL-1β水平;NO测定;Western blot检测MAPK和NF-κB通路蛋白;免疫荧光检测NF-κB/COX-2;通过TLR4 siRNA转染验证TLR4作用

2

分子对接研究

预测油酸与TLR3和TLR4的结合亲和力

从RCSB PDB获取TLR3(1ZIW)和TLR4-MD2(5IJD)结构,从PubChem获取油酸结构,利用AutoDock 4.2进行分子对接

3

体内抗哮喘效果验证

验证油酸对OVA诱导哮喘小鼠的改善作用

建立OVA诱导BALB/c小鼠哮喘模型,给予不同剂量油酸或地塞米松,进行BALF细胞计数、血清IgE检测、肺组织病理学(H&E、PAS)、RT-PCR和ELISA检测细胞因子、免疫荧光检测GATA-3、p-NF-κB、COX-2、Bcl-2、Bax、TUNEL凋亡检测,免疫组化检测PGE2

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
杜尔贝科改良 Eagle 培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素Gibco--
油酸Sigma-Aldrich--
MTTSigma-Aldrich--
格里斯试剂Sigma-Aldrich--
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific--
SB-Green qRT-PCR一步法预混液LeGene Biosciences--
PVDF膜Microlab Scientific--
p-JNK一抗Cell Signaling Technology9255S
JNK一抗Cell Signaling Technology9252S
磷酸化p38 MAPK一抗Cell Signaling Technology4511S
p38 MAPK一抗Cell Signaling Technology9212S
磷酸化NF-κB一抗InvitrogenMA5-15160
NF-κB一抗Invitrogen51-0500
磷酸化IκB一抗InvitrogenMA5-15224
IκB一抗InvitrogenMA5-16152
COX-2一抗InvitrogenPA1-9032
PGE2一抗Biossbs-2639R
iNOS一抗InvitrogenPA3-030A
GAPDH抗体InvitrogenMA5-15738
Alexa Fluor 488偶联抗兔IgGInvitrogenA32731
Alexa Fluor 555偶联抗山羊IgGInvitrogenA32816
DAPIThermo Fisher Scientific--
Lipofectamine RNAiMAXInvitrogen--
卵清蛋白----
氢氧化铝水合物Sigma-Aldrich--
地塞米松SAMNAM Pharm--
ZoletilVirbac--
TNF-α ELISA试剂盒BD Biosciences--
IL-1β ELISA试剂盒Invitrogen--
OptEIA小鼠ELISA试剂盒BD Biosciences--
伊红Sigma-Aldrich--
雪夫试剂Merck Millipore--
GATA-3抗体OriGeneTA305795
Bcl-2抗体Abcamab59348
Bax抗体InvitrogenMA-514003
Click-iT Plus TUNEL检测试剂盒Invitrogen--
ImmPRESS通用聚合物试剂盒Vector Laboratories--
DAB底物Vector Laboratories--
AutoDock 4.2----

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
细胞实验
RAW264.7细胞培养条件:DMEM+10%FBS+1%青霉素/链霉素,37℃,5% CO2;油酸处理浓度0-50 μM;LPS浓度10 ng/mL;处理时间2 h(油酸)和24 h(LPS)
阅读提示:Materials and methods - In vitro study, Cell culture, Cell viability assay
动物实验
BALB/c小鼠(雌性,16-20 g),每组8只;OVA致敏方案:第1天和第8天腹腔注射20 μg OVA和1 mg氢氧化铝;第21-25天雾化吸入5% OVA 30分钟;油酸剂量50、125、250 mg/kg口服;地塞米松1 mg/kg口服
阅读提示:Materials and methods - In vivo study, Animal experiments
分子对接
TLR3 PDB ID: 1ZIW,TLR4-MD2 PDB ID: 5IJD;油酸结构来自PubChem;AutoDock 4.2参数:Lamarckian遗传算法,100次运行
阅读提示:Materials and methods - In silico study
组织病理学
肺组织固定、脱水、包埋、切片;H&E染色和PAS染色试剂及步骤
阅读提示:Materials and methods - Histopathological observation