对位醌甲基化物衍生物对溃疡性结肠炎的抗炎作用

Anti-inflammatory effects of para-quinone methide derivatives on ulcerative colitis.

作者信息Yue Qiu, Xin Li, Xu Zhang, Xiaotong Wang, Xuekun Wang, Jie Yang, Guoyun Liu
PMID39534086
发布时间2024-10-29
DOI10.3389/fphar.2024.1474678

实验完整度

包含LPS诱导细胞模型、DSS诱导小鼠模型和分子对接模拟,涉及体外功能验证和体内机制验证。

主要模型

LPS诱导的Raw264.7巨噬细胞炎症模型 DSS诱导的溃疡性结肠炎Balb/c小鼠模型

重点核对

Raw264.7细胞LPS浓度:1 μg/mL DSS浓度:3%水溶液,自由饮用10天 1i给药剂量:50、100、200 mg/kg/天,灌胃,从第5天开始,持续6天 动物品系:8周龄雄性Balb/c小鼠,每组8只 检测指标:NO、ROS、TLR4、iNOS、IL-6、TNF-α、NLRP3、Caspase1、NF-κB、Bax、Caspase3、Ki67、MDA、MPO、CAT、AST、ALT、BUN、CRE

摘要

评估了一系列对位醌甲基化物衍生物的抗炎活性。通过脂多糖(LPS)诱导的Raw264.7细胞炎症模型的筛选,发现间位取代衍生物对NO产生的抑制活性优于邻位和对位取代衍生物。其中,在炎症细胞模型中,间位三氟甲基取代的对位醌甲基化物衍生物1i在抑制LPS诱导的NO过量产生方面具有最佳活性。并且1i能有效抑制炎症细胞中ROS的增加、与NO产生相关的iNOS的表达,以及炎症相关起始蛋白TLR4、促炎细胞因子IL-6和TNF-α、炎症小体NLRP3和Caspase1的表达。在葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的溃疡性结肠炎(UC)小鼠模型中,活性衍生物1i能抑制DSS诱导的结肠缩短,并逆转DSS诱导的结肠组织病理变化,如炎性浸润、结构破坏和隐窝消失。1i能有效抑制UC小鼠的氧化应激、炎症和凋亡。此外,通过血清生化指标、组织病理和脏器指数的测定,1i能有效逆转DSS引起的小鼠肝脏和肾脏损伤,对小鼠肝脏和肾脏起到保护作用。总之,1i是一种有效的抗炎试剂,有望开发为抗UC的潜在药物。

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
对位醌甲基化物衍生物是否具有抗炎活性,其结构-活性关系如何,以及活性化合物在体内外的作用机制。
核心机制
1i通过抑制TLR4/NF-κB信号通路,减少促炎细胞因子(IL-6、TNF-α)和炎症小体(NLRP3、Caspase1)的表达,同时抑制氧化应激和细胞凋亡,从而发挥抗炎作用。
主要证据
在LPS诱导的Raw264.7细胞中,1i抑制NO、ROS产生及炎症相关蛋白表达;在DSS诱导的UC小鼠模型中,改善结肠缩短、组织病理变化,抑制炎症、氧化应激和凋亡,并保护肝肾。
研究意义
1i是一种有效的抗炎试剂,有望开发为抗UC的潜在药物,并为含Michael受体结构的药物设计提供指导。

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

体外活性筛选

评价对位醌甲基化物衍生物抑制LPS诱导NO产生的能力,并确定最佳取代基位置。

使用LPS诱导的Raw264.7细胞模型,检测系列衍生物对NO产生的抑制活性,计算IC50值。

2

ROS水平检测

评估活性衍生物1i对LPS诱导的ROS过量产生的影响。

使用DCFH-DA探针检测Raw264.7细胞中ROS水平。

3

炎症相关蛋白表达检测

验证1i对LPS诱导的炎症相关蛋白表达的影响。

通过Western blotting检测Raw264.7细胞中TLR4、IL-6、TNF-α、iNOS、NLRP3、Caspase1的表达,并检测NF-κB的核转位。

4

分子模拟对接

预测1i与CD14和MD2的相互作用,探讨其抗炎机制。

使用Discovery Studio的Libdock模块,将1i分别与CD14和MD2进行分子对接模拟。

5

体内药效评价

评估1i在DSS诱导的UC小鼠模型中的抗炎活性。

建立DSS诱导的UC小鼠模型,给予不同剂量的1i,观察体重、结肠长度、组织病理变化,并检测炎症、氧化应激、凋亡相关指标及肝肾功能。

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。

验证分子表达变化
数据分析与统计
验证机制链路

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基HycloneC3113-0500
胎牛血清GibcoC04001-500
青霉素-链霉素溶液BeyotimeC0222
脂多糖BeyotimeS1732
DCFH-DA探针YuanyeT88220
葡聚糖硫酸钠MeilunbioMB5535-2
羧甲基纤维素钠Adamas-betaP1346637
AST/GOT活性检测试剂盒ApplygenE2023
ALT/GPT活性检测试剂盒ApplygenE2021
尿素氮测定试剂盒Nanjing JianchengC013-1-1
肌酐测定试剂盒Nanjing JianchengC011-2-1
十二烷基硫酸钠BeyotimeST627
乙酸Energy ChemicalB020052
过氧化氢酶测定试剂盒Nanjing JianchengA007-2-1
F4/80抗体ServicebioGB113373
DAB显色液ServicebioG1212
Western及IP细胞裂解液BeyotimeP0013
蛋白酶抑制剂混合物BeyotimeP1005
增强型BCA蛋白浓度测定试剂盒BeyotimeP0010
核蛋白和胞浆蛋白提取试剂盒SolarbioR0050
组织破碎仪Shanghai Jingxin--
TLR4抗体WanleibioWL00196
IL-6抗体WanleibioWL02841
TNF-α抗体WanleibioWL01581
iNOS抗体WanleibioWL0992a
NLRP3抗体WanleibioWL02635
Caspase1抗体WanleibioWL03450
Bax抗体WanleibioWL01637
Caspase3抗体WanleibioWL02117
Ki-67抗体WanleibioWL01384a
NF-κB p65抗体Biossbs-0465R
β-肌动蛋白抗体Proteintech81115-1-RR
β-微管蛋白抗体WanleibioWL01931
组蛋白H3抗体Proteintech68345-1-IG
HRP标记的山羊抗小鼠IgG(H+L)BeyotimeA0216
HRP标记的山羊抗兔IgG(H+L)BeyotimeA0208
酶标仪TecanInfinite 200 pro
荧光分光光度计Hitachi High-Tech ScienceF-7000
奥林巴斯显微镜OlympusBX53 + DP80

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细胞密度、LPS浓度(1 μg/mL)、孵育时间(24小时)、化合物处理浓度
阅读提示:Methods 2.1、2.2、2.3
动物模型
Balb/c小鼠周龄、性别、体重、DSS浓度(3%)、自由饮用时间(10天)、给药剂量(50/100/200 mg/kg/天)、给药方式(灌胃)、给药开始时间(第5天)
阅读提示:Methods 2.3
生化检测
血清样本制备(离心条件)、试剂盒型号、检测指标(AST、ALT、BUN、CRE)
阅读提示:Methods 2.4
组织学分析
组织固定、包埋、切片、染色方法(HE、IHC)、切片评分标准
阅读提示:Methods 2.8、2.9
Western blot
蛋白提取方法(全细胞、核蛋白、组织)、抗体列表、内参选择
阅读提示:Methods 2.10