大黄素通过抑制血清外泌体miRNA-21-3p诱导的M1肺泡巨噬细胞极化减轻急性胰腺炎相关急性肺损伤

Emodin Alleviates Acute Pancreatitis-Associated Acute Lung Injury by Inhibiting Serum Exosomal miRNA-21-3p-Induced M1 Alveolar Macrophage Polarisation.

作者信息Bowen Lan, Xuanchi Dong, Qi Yang, Haiyun Wen, Yibo Zhang, Fan Li, Yinan Cao, Zhe Chen, Hailong Chen
PMID40845083
发布时间2025-08
DOI10.1111/jcmm.70758

实验完整度

包含SAP-ALI大鼠模型、细胞模型、外泌体分离与追踪、体内回输与体外共培养、功能验证(M1极化标志物)和机制验证(双荧光素酶报告基因、siRNA敲低)等多个独立证据层级。

主要模型

SD大鼠SAP-ALI模型 NR8383大鼠肺泡巨噬细胞系 血清来源外泌体处理模型

重点核对

SAP模型建立:逆行胰胆管注射5% STC(50 mg/kg) EMO给药:造模后2 h和12 h灌胃给予40 mg/kg 外泌体注射剂量:250 μg/只(尾静脉) 细胞实验:LPS(1 μg/mL)刺激NR8383细胞24 h,外泌体(50 μg/mL)共培养 关键分组:SO、SAP、EMO及CON-Exo、SAP-Exo、EMO-Exo

摘要

重症急性胰腺炎(SAP)是临床常见的腹部急症。约20%–40%的SAP患者会合并急性肺损伤(SAP‐ALI),这是导致死亡的主要原因。大黄素(EMO)是一种天然存在的蒽醌衍生物,具有多种药理特性。EMO对SAP‐ALI具有治疗作用;然而,其潜在机制尚不清楚。外泌体在疾病进展中介导细胞间通讯。因此,本研究旨在探讨血清外泌体在SAP‐ALI中的作用以及EMO通过调节外泌体组成发挥治疗作用的潜在机制。miR‐21‐3p在SAP组血清外泌体中高表达,并加剧了肺泡巨噬细胞(AMs)的M1极化。EMO处理降低了血清外泌体miR‐21‐3p,并相对减弱了M1极化。用miR‐21‐3p抑制剂转染可减弱体外LPS诱导的AMs M1极化;然而,当下游靶基因PTEN同时被敲低时,其效应被部分逆转。本研究表明,EMO降低了SAP大鼠血清来源外泌体中miR‐21‐3p的富集,从而抑制了通过外泌体途径转移的miR‐21‐3p所导致的AMs M1极化。这一机制与miR‐21‐3p靶向PTEN/PI3K/AKT信号通路有关。

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
EMO是否通过调节血清外泌体miRNA途径治疗SAP-ALI,以及其潜在机制是什么?
核心机制
血清外泌体中的miR-21-3p靶向下调PTEN,激活PI3K/AKT信号通路,促进肺泡巨噬细胞M1极化,加剧ALI;EMO通过降低血清外泌体miR-21-3p水平抑制该过程。
主要证据
在SAP-ALI大鼠模型和NR8383细胞中,通过外泌体回输/共培养、miR-21-3p抑制剂和siPTEN转染、双荧光素酶报告基因实验,证实miR-21-3p靶向PTEN并调控PI3K/AKT通路及M1极化标志物(CD86、iNOS)表达。
研究意义
该研究为SAP-ALI的治疗提供了新的理论依据,并提示外泌体miRNA途径是EMO发挥治疗作用的途径之一,EMO可能成为一种有前景的治疗策略。

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

构建SAP-ALI大鼠模型并评估EMO治疗效果

建立SAP-ALI动物模型,验证EMO的治疗作用

通过逆行胰胆管注射5% STC建立SAP-ALI模型,EMO组灌胃给药,检测胰腺和肺组织病理、血清淀粉酶、炎症因子、肺湿干比和BALF蛋白浓度。

2

检测肺组织中miR-21-3p表达和AMs M1极化水平

验证EMO是否影响肺组织miR-21-3p表达及AMs M1极化

通过RT-qPCR检测肺组织miR-21-3p、CD86、iNOS mRNA表达,WB检测CD86、iNOS蛋白表达,免疫荧光双染CD68/iNOS观察M1极化。

3

分离并鉴定血清外泌体及检测miR-21-3p表达

确认外泌体成功分离,并比较不同组别血清外泌体中miR-21-3p水平

用试剂盒从血清中分离外泌体,通过TEM观察形态,NTA检测粒径,WB检测外泌体标志物(CD81、CD63、TSG101)和阴性标志物calnexin,RT-qPCR检测外泌体中miR-21-3p表达。

4

体内验证外泌体对SAP-ALI和AMs M1极化的影响

验证不同来源血清外泌体是否通过miR-21-3p影响SAP大鼠的ALI和AMs M1极化

将SO、SAP、EMO组血清分离的外泌体经尾静脉注射给SAP大鼠,通过PKH-26示踪外泌体在AMs中的分布,检测各组肺损伤、炎症、miR-21-3p表达和M1极化标志物。

5

体外验证外泌体对NR8383细胞M1极化的影响

在细胞水平验证血清外泌体是否通过miR-21-3p促进AMs M1极化

将不同组来源的外泌体与NR8383细胞共培养,检测细胞对PKH-26标记外泌体的摄取,以及miR-21-3p、CD86、iNOS表达和炎症因子分泌。

6

验证miR-21-3p靶向PTEN及对PI3K/AKT通路的影响

验证miR-21-3p是否直接靶向PTEN,并影响PI3K/AKT信号通路

通过转染miR-21-3p mimics或inhibitor,检测PTEN表达;构建PTEN 3'UTR野生型/突变型荧光素酶报告质粒,进行双荧光素酶报告基因实验;通过siPTEN敲低PTEN,观察对PI3K/AKT通路和M1极化的影响。

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
异氟烷RWDR510-22-10
小动物呼吸麻醉机RWDR500
牛磺胆酸钠SolarbioT8510
Ham's F12K培养基Macgene10025
胎牛血清Gibico--
三抗KeyGENKGY0073
脂多糖Sigma-AldrichL4516
GP-transfect-Mate转染试剂GenePharmaG04008
外泌体分离试剂盒(尺寸排阻色谱法)RENGEN BIOSCIENCEEXOSECon1.0–3
透射电子显微镜--JEM1400PLUS
NTA粒径检测仪Malvern--
PKH-26红色荧光染料UmbioUR52302
DAPI染色液SolarbioC0065
淀粉酶试剂盒JianchengC016-1-1
酶标仪BioTek--
烘箱Thermo--
BCA蛋白浓度测定试剂盒KeyGENKGP902
IL-6和TNF-α ELISA试剂盒WestangF15870/F16960
全蛋白提取试剂盒KeyGENKGP2100
5×上样缓冲液SolarbioP1041
PVDF膜----
抗PTEN抗体AbclonalA11128
抗CD86抗体HUABIOET1606-50
抗iNOS抗体AbclonalA0312
抗p-PI3K抗体Biossbs-3332R
PI3K抗体ZenbioR22768
AKT抗体Proteintech10176–2-AP
p-AKT抗体AbmartT40067
β-肌动蛋白抗体----
CD81抗体AbcnonalA4863
CD63抗体AbcnonalA19023
钙联蛋白抗体AffinityAF5382
TSG101抗体HUABIOET1701-59
HRP标记的山羊抗兔IgG(H+L)二抗AbwaysAB0101
HRP标记的山羊抗小鼠IgG(H+L)二抗AbwaysAB0102
全自动化学发光图像分析仪Tanon4800
TRnaZol试剂NCMM5101
miRNA提取试剂盒VazymeRC201
MonScript RT III All-in-One Mix(含dsDNase)MonadMR05101
Evo M-MLV逆转录试剂盒IIAccurate BiologyAG11711
MonAmp RapidStart通用SYBR Green qPCR预混液MonadMQ10701S
PCR检测系统BIOER--
抗CD68抗体ServicebioGB113109
抗iNOS抗体AbcnonalA3774
荧光素标记二抗ServicebioAS014
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--

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
SD大鼠品系、性别、年龄、体重;STC浓度和剂量;注射速度;禁食时间
阅读提示:Methods 2.1和2.2节
EMO给药
EMO剂量(40 mg/kg);给药途径(灌胃);给药时间点(造模后2h和12h)
阅读提示:Methods 2.2节
外泌体分离与鉴定
血清分离方法;分离试剂盒类型;鉴定方法(TEM、NTA、WB标志物)
阅读提示:Methods 2.5节及Results 3.3节
外泌体体内回输
外泌体注射剂量(250 μg/只);注射途径(尾静脉);注射时间点(造模后2h)
阅读提示:Methods 2.2节及Results 3.4节
细胞实验
NR8383细胞培养条件;LPS浓度(1 μg/mL);外泌体共培养浓度(50 μg/mL);刺激时间(24h);转染试剂和浓度
阅读提示:Methods 2.3和2.4节
机制验证
miR-21-3p mimics/inhibitor和siPTEN转染条件;双荧光素酶报告基因实验所用质粒(pmirGLO)
阅读提示:Methods 2.4和2.16节