基于NF-κb/NLPR3/Caspase-1焦亡信号通路的龙血竭治疗溃疡性结肠炎的分子机制

Molecular mechanisms of dragon's blood in treating ulcerative colitis based on NF-κb/NLPR3/Caspase-1 pyroptosis signaling pathway.

作者信息Bilian Cai, Xiaohua Qin, Xiaogang Huang, Xiaojin He, Huanying Zhong, Yuan Yu, Jinzhu Cui, Yilei Wen
PMID40971395
期刊PLoS One
发布时间2025-09-19
DOI10.1371/journal.pone.0331570

实验完整度

包含LC-MS成分分析、网络药理学与分子对接预测、DSS诱导小鼠模型体内验证、Western blot、qPCR、ELISA及透射电镜等多层级实验,且包含功能与机制验证。

主要模型

BALB/c小鼠 4% DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠模型 DB含药血清(LC-MS分析)

重点核对

小鼠品系、性别、周龄和体重(BALB/c,雄性,6-8周,24±2g) DSS诱导浓度和周期(4% DSS,6天) DB给药剂量和途径(0.2 mL/10g体重,灌胃) Z-VAD-FMK给药剂量和途径(15 mg/kg,腹腔注射) 实验分组(对照、模型、DB、Z-VAD-FMK,每组8只)

摘要

目的:阐明龙血竭(DB)治疗溃疡性结肠炎(UC)的分子机制。方法:通过LC-MS表征DB吸收人血的生物活性代谢物。采用网络药理学和分子对接构建靶点-通路相互作用模型,预测DB治疗UC的机制。采用4% DSS诱导的UC小鼠模型进行实验验证。结果:DB显著减轻DSS诱导的UC中的结肠损伤。共鉴定出255种活性化合物,包括6,4'-二甲氧基-7-羟基异黄酮、7-羟基-2-(4-甲氧基苯基)色烯-4-酮和芹黄素。关键分子靶点包括NLPR3、MAPK1、TP53、HIF1A和PTGS2。NF-κB/NLPR3/Caspase-1轴被认为是介导DB治疗效果的中心通路。结论:DB通过多成分、多靶点、多通路策略发挥作用。抑制NF-κB/NLPR3/Caspase-1焦亡通路将NLPR3定位为DB干预UC的可行靶点。

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
龙血竭(DB)治疗溃疡性结肠炎(UC)的分子机制是否涉及NF-κB/NLRP3/Caspase-1焦亡信号通路?
核心机制
DB通过抑制NF-κB/NLRP3/Caspase-1焦亡信号通路,下调p-NF-κB、NLRP3、Caspase-1及炎症因子IL-1β、IL-18、TNF-α的表达,从而减轻结肠炎症和细胞焦亡。
主要证据
在4% DSS诱导的UC小鼠模型中,DB处理显著降低DAI评分、恢复结肠长度、改善组织病理损伤,并下调NF-κB/NLRP3/Caspase-1通路相关蛋白和mRNA水平;透射电镜显示DB减轻细胞膜和线粒体膜损伤。
研究意义
DB通过多成分、多靶点、多通路方式抑制焦亡,为UC的防治提供了潜在的治疗策略,并提示NLRP3是DB干预UC的可行靶点。

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

DB入血成分分析

鉴定DB中被吸收进入血液的活性代谢物。

制备DB混悬液(0.11 g/mL),小鼠灌胃后采集血清,经LC-MS分析,鉴定血清中的入血成分及DB药粉中的成分。

2

网络药理学预测

预测DB活性成分的作用靶点及信号通路。

整合TCMSP、ChEMBL等数据库筛选活性成分,预测靶点,构建PPI网络,进行GO和KEGG富集分析,并构建“成分-靶点-通路”网络。

3

分子对接验证

评估DB活性成分与核心靶点的结合能力。

从PDB获取靶点蛋白结构,从PubChem获取配体结构,使用AutoDock和Vina进行分子对接,分析结合亲和力。

4

DSS诱导UC小鼠模型建立与DB疗效评估

验证DB对DSS诱导的UC小鼠模型的治疗效果。

给予4% DSS诱导UC,同时给予DB或Z-VAD-FMK处理,评估DAI评分、结肠长度、组织病理学变化。

5

炎症因子与焦亡形态学检测

检测DB对血清炎症因子和细胞膜结构的影响。

ELISA检测血清IL-1β、IL-18、TNF-α水平;透射电镜观察结肠黏膜细胞焦亡形态(细胞膜、线粒体膜损伤)。

6

通路蛋白和mRNA表达检测

验证DB对NF-κB/NLRP3/Caspase-1通路及下游炎症因子的调节作用。

Western blot检测p-NF-κB、NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18、TNF-α蛋白表达;qPCR检测相应mRNA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。

网络药理学分析
炎症因子检测
蛋白表达检测
基因表达检测
细胞形态学观察
组织化学染色

产品清单

实验环节名称品牌货号
龙血竭Xishuangbanna Banna Pharmaceutical Co., Ltd.Z20063472
Z-VAD-FMKSelleckS7023
葡聚糖硫酸钠Yuanye BiotechN06HS200133
甲醇CNW TechnologiesB1710288
氯化钠Sangon BiotechF416BA0006
乙酸SIGMA-ALDRICHMKCK3410
异丙醇CNW TechnologiesF24O5K113
小鼠IL-1β ELISA试剂盒FankewF2040-A
IL-18 ELISA试剂盒FankewF2169-A
TNF-α ELISA试剂盒FankewF2132-A
p-NF-κB (p65)抗体BIOSSBS0982R
NLRP3抗体ABCAMAB263899
Caspase-1抗体BOSTERBA2220
IL-1β抗体BOSTERM00101-3
IL-18抗体BOSTERA00124-1
TNF-α抗体BOSTERA00002-5
β-actin抗体AffinityAF7018
山羊抗兔二抗ZSGB-BIOZB2301
山羊抗小鼠二抗ZSGB-BIOZB2305
RNA逆转录试剂盒CwbioCW2582M
荧光定量PCR试剂盒MonadMQ00401S
隐血试剂盒BeisuoBA2020B
电镜固定液SolarbioP1126
Vanquish超高效液相色谱仪Thermo Fisher Scientific--
Orbitrap Exploris 120高分辨质谱仪Thermo Fisher Scientific--
分析天平SartoriusBSA124S-CW
超声波清洗器Shenzhen Leidebang Electronics Co., Ltd.PS-60AL
匀浆机Shanghai Jingxin Technology Co., Ltd.JXFSTPRP-24
冻干机Foring Technology Development Co., Ltd.LGJ-10C
蛋白电泳仪Beijing Liuyi CompanyDYCZ-24DN
半干转印系统ATTOWSE-4040
核酸/蛋白定量系统DenovixDS-11
冷冻高速离心机Eppendorf5417R
组织研磨器ServicebioKZ-II
实时荧光定量PCR仪BIO-RADCFX
涡旋混合器Haimen Kylin-Bell Lab Instruments Co., Ltd.QL-902
酶标仪Thermo Fisher1510
电子天平D&TQ323CW
显微镜OLYMPUSBX53
透射电子显微镜HITACHIHT7800/HT7700
超低温冰箱SANYOMDF-U72V

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
DB入血成分分析
小鼠品系、性别、周龄和体重;灌胃剂量(5 g/kg)、频率和持续时间;血清采集方式(眶后采血)、离心条件(4000 rpm, 10 min);LC-MS参数(色谱柱、流动相、质谱条件)
阅读提示:Methods 2.2
网络药理学
数据库版本及筛选阈值(OB≥30%, DL≥0.18, Caco-2≥-0.4, HL≥4)
阅读提示:Methods 2.3
分子对接
靶点蛋白结构来源(PDB)、配体结构来源(PubChem)、对接软件(AutoDock、Vina)及评分标准(结合能< -5 kcal/mol)
阅读提示:Methods 2.3.8
动物模型建立与给药
小鼠品系(BALB/c)、性别(雄性)、周龄(6-8周)、体重(24±2g);DSS浓度(4%)、诱导时间(6天);DB给药剂量(0.2 mL/10g)和途径(灌胃);Z-VAD-FMK剂量(15 mg/kg)和途径(腹腔注射);对照组处理
阅读提示:Methods 2.4.2
DAI评分
体重下降率、大便性状、粪便隐血评分标准
阅读提示:Methods 2.4.4及Table 1
组织学评分
炎症细胞浸润程度、杯状细胞损伤、病变深度评分标准;组织固定(4%多聚甲醛24h)、切片厚度(3 μm)
阅读提示:Methods 2.4.6及Table 2
炎症因子检测
血清样本制备(离心条件)、ELISA试剂盒品牌及货号
阅读提示:Methods 2.4.7
Western blot
组织裂解缓冲液、PMSF浓度、蛋白上样量(20 μg)、一抗稀释比(1:1000)、二抗稀释比(1:1000)、内参(β-actin)
阅读提示:Methods 2.4.8
qPCR
RNA提取方法(Trizol)、逆转录反应条件(42°C 15min, 85°C 5min)、PCR循环条件(95°C 15min, 95°C 10s, 58°C 30s, 72°C 30s, 40 cycles)、引物序列
阅读提示:Methods 2.4.9及Table 3
透射电镜
组织固定液(2.5%电镜固定液)、固定时间(6小时)、脱水、包埋、切片厚度(60-80 nm)
阅读提示:Methods 2.4.10