金钗石斛碱通过调控LXRα/IDOL/LDLR通路促进LDL摄取并抑制PCSK9表达改善HepG2细胞脂质代谢

Dendrobium nobile Lindl. alkaloids improve lipid metabolism by increasing LDL uptake through regulation of the LXRα/IDOL/LDLR pathway and inhibition of PCSK9 expression in HepG2 cells.

作者信息Jian Sun, Hao-Rui Liu, Ya-Xin Zhu, Wei Zhang, Jing-Shan Shi, Qin Wu, Rui-Xia Xu
PMID39885913
发布时间2025-01-09
DOI10.3892/etm.2025.12796

实验完整度

包含体外细胞模型、功能实验(LDL摄取、免疫荧光)、机制验证(LXR激动剂)及蛋白/基因表达检测等多层级验证。

主要模型

HepG2人肝癌细胞系

重点核对

HepG2细胞用LPS(5 µg/ml)和DNLA(0.035, 0.35, 3.5 µg/ml)共处理48小时 LXR激动剂T0901317(5 µM)与DNLA(3.5 µg/ml)共处理48小时 瑞舒伐他汀钙(1 µM)与DNLA(3.5 µg/ml)共处理48小时 Western blot检测LDLR、PCSK9、IDOL、LXRα等蛋白表达 RT-qPCR检测LDLR mRNA表达

摘要

金钗石斛碱(DNLA)是中药金钗石斛中提取的活性成分。DNLA具有降血糖和抗高脂血症的作用。然而,据我们所知,DNLA调节脂质代谢的具体分子机制尚不清楚。本研究旨在探讨DNLA对脂多糖(LPS)诱导的HepG2细胞脂质代谢的影响及其潜在机制。HepG2细胞用LPS和不同浓度DNLA(0、0.035、0.35和3.5 µg/ml)处理48小时。然后使用Cell Counting Kit-8检测细胞活力。利用1,1'-双十八烷基-3,3,3',3'-四甲基吲哚菁高氯酸盐-低密度脂蛋白(LDL)摄取实验检测LDL摄取。此外,通过Western blot分析探索可能的机制。检查了DNLA与瑞舒伐他汀钙联合使用对LDL受体(LDLR)和前蛋白转化酶枯草溶菌素9(PCSK9)表达水平的影响。结果表明,LPS刺激降低了HepG2细胞对LDL的摄取,降低了细胞内LDLR含量,并增加了LDLR诱导降解物(IDOL)和肝X受体α(LXRα)的表达水平。DNLA干预逆转了LPS在HepG2细胞中引起的上述所有效应。额外的机制实验表明,DNLA主要通过调节LXRα/IDOL/LDLR通路发挥其作用。研究表明,DNLA还降低了PCSK9、固醇调节元件结合蛋白2和肝细胞核因子1α的表达水平。此外,DNLA降低了瑞舒伐他汀钙诱导的HepG2细胞中PCSK9的表达水平。值得注意的是,DNLA能够在蛋白水平降低3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶并增加细胞色素p450 7A1的表达,它们是胆固醇合成和代谢中的限速酶。综上所述,这些数据表明DNLA通过LXRα/IDOL/LDLR通路增加LDLR表达,增强HepG2细胞对LDL的摄取,以减轻LPS诱导的效应,提示DNLA在改善脂质代谢紊乱方面具有潜在益处。

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
DNLA是否能改善LPS诱导的HepG2细胞脂质代谢紊乱,其潜在分子机制是什么?
核心机制
DNLA通过抑制LXRα表达进而降低IDOL表达,减少LDLR降解,从而上调LDLR并促进LDL摄取;同时抑制PCSK9及其转录因子SREBP2和HNF1α的表达,并调节胆固醇合成和代谢限速酶HMGCR和CYP7A1的表达。
主要证据
在LPS刺激的HepG2细胞中,DNLA处理增强Dil-LDL摄取,提高LDLR蛋白和mRNA水平,降低IDOL和LXRα蛋白表达;LXR激动剂T0901317逆转DNLA的作用,证实LXRα/IDOL/LDLR通路介导;此外,DNLA降低了瑞舒伐他汀诱导的PCSK9表达并增加LDLR。
研究意义
研究表明DNLA可能通过调节LXRα/IDOL/LDLR通路改善脂质代谢紊乱,为预防和治疗动脉粥样硬化性心血管疾病提供潜在候选药物,但需要进一步体内研究验证。

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

细胞活力评估

确定DNLA和LPS对HepG2细胞的细胞毒性,以选择安全的处理浓度。

用不同浓度DNLA(0.035, 0.35, 3.5 µg/ml)处理HepG2细胞24和48小时,或用不同浓度LPS(1, 2, 5, 10 µg/ml)处理48小时,然后用CCK-8法检测细胞活力。

2

LDL摄取实验

评估DNLA对LPS抑制的HepG2细胞LDL摄取的影响。

HepG2细胞接种于共聚焦皿,用LPS和不同浓度DNLA处理48小时,然后与Dil-LDL共孵育,固定后DAPI染色,用共聚焦显微镜观察并定量。

3

LDLR表达检测

验证DNLA是否通过上调LDLR表达来恢复LDL摄取。

用免疫荧光和Western blot检测LDLR蛋白表达,用RT-qPCR检测LDLR mRNA表达。

4

机制验证:LXRα/IDOL/LDLR通路

确定DNLA是否通过抑制LXRα/IDOL通路来上调LDLR。

用LXR激动剂T0901317处理细胞,检测LXRα、IDOL和LDLR蛋白表达,观察T0901317是否逆转DNLA的作用。

5

PCSK9相关通路检测

检测DNLA对PCSK9及其调控因子SREBP2和HNF1α表达的影响。

用Western blot检测PCSK9、SREBP2和HNF1α蛋白表达。

6

胆固醇代谢酶表达检测

检测DNLA对胆固醇合成和代谢限速酶HMGCR和CYP7A1表达的影响。

用Western blot检测HMGCR和CYP7A1蛋白表达。

7

与瑞舒伐他汀联合作用

评估DNLA与瑞舒伐他汀联合使用对LDLR和PCSK9表达的影响。

用LPS、瑞舒伐他汀和/或DNLA处理细胞,检测LDLR和PCSK9蛋白表达。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
脂多糖Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
T0901317Selleck Chemicals--
瑞舒伐他汀钙Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
MEM培养基Procell Life Science & Technology Co., Ltd.--
胎牛血清Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
CCK-8试剂盒Dojindo Molecular Technologies, Inc.--
TRIzol试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
PrimeScript逆转录预混液Takara Bio, Inc.RR036A
SYBR Green定量PCR预混液Applied Biosystems; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
RIPA裂解液Thermo Fisher Scientific, Inc.--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific, Inc.--
兔抗LDLR抗体Abcamab30532
兔抗PCSK9抗体Abcamab185194
兔抗IDOL抗体BIOSSbs-9674R
兔抗SREBP2抗体Abcamab30682
兔抗LXRα抗体BIOSSbs-10311R
兔抗HNF1α抗体Cell Signaling Technology, Inc.89670S
兔抗HMGCR抗体Abcamab242315
兔抗CYP7A1抗体BIOSSbs-21430R
小鼠抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology, Inc.97166S
HRP标记二抗Proteintech Group, Inc.SA00001-1
电化学发光试剂盒Thermo Fisher Scientific, Inc.34577
Dil标记的低密度脂蛋白Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
DAPI染料Beyotime Institute of Biotechnology--
Triton X-100----
10%绵羊血清封闭液Beijing Zhongshan Jinqiao Biotechnology Co., Ltd.--
Alexa Fluor 488标记的山羊抗兔IgGBeijing Zhongshan Jinqiao Biotechnology Co., Ltd.ZF-0511
Vii7实时荧光定量PCR系统----
Leica SP8激光扫描共聚焦显微镜Leica--
酶标仪----

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
细胞培养
HepG2细胞来源及STR鉴定;培养基为MEM,含10% FBS、100单位/ml青霉素和100 mg/ml链霉素,37°C、5% CO2培养
阅读提示:Materials and Methods,Cell culture部分
LPS刺激与DNLA处理
LPS浓度为5 µg/ml,DNLA浓度为0.035、0.35、3.5 µg/ml,共处理48小时,无血清培养基
阅读提示:Materials and Methods,Cell culture部分;Figure 1-8图注
LXR激动剂处理
T0901317浓度为5 µM,与DNLA(3.5 µg/ml)共处理48小时
阅读提示:Materials and Methods,Cell culture部分;Figure 5图注
瑞舒伐他汀联合处理
瑞舒伐他汀钙浓度为1 µM,与DNLA(3.5 µg/ml)及LPS(5 µg/ml)共处理48小时
阅读提示:Materials and Methods,Cell culture部分;Figure 8图注
Western blot
细胞裂解使用RIPA缓冲液(含1 mM PMSF),总蛋白30 µg/泳道,10% SDS-PAGE,一抗稀释比1:1000,二抗1:2000
阅读提示:Materials and Methods,Western blot analysis部分
LDL摄取实验
Dil-LDL浓度为10 µg/ml,孵育4-5小时,每孔6个视野定量
阅读提示:Materials and Methods,Dil-LDL uptake assay部分
RT-qPCR
引物序列:LDLR forward 5'-CAGCTACCCCTCGAGACAGA-3', reverse 5'-GCAGGCAATGCTTTGGTCTT-3';GAPDH forward 5'-CATGAGAAGTATGACAACAGCC-3', reverse 5'-AGTCCTTCCACGATACCAAAG-3';使用2^-ΔΔCq法
阅读提示:Materials and Methods,RT-qPCR analysis部分
统计分析
所有实验至少重复三次,数据以mean ± SD表示,组间比较用单因素方差分析及Bonferroni事后检验,P<0.05认为有统计学差异
阅读提示:Materials and Methods,Statistical analysis部分