宣肺败毒方通过抑制JAK2/STAT3/SOCS3和NF-κB信号通路抑制补体过度激活并改善IgG免疫复合物诱导的急性肺损伤

Xuanfei Baidu Decoction suppresses complement overactivation and ameliorates IgG immune complex-induced acute lung injury by inhibiting JAK2/STAT3/SOCS3 and NF-κB signaling pathway.

作者信息Caixia Li, Yuhong Li, Han Zhang, Yuzhen Zhuo, Lanqiu Zhang, Lei Yang, Qiaoying Gao, Zhengwei Tu, Rui Shao, Yu Wang, Junhua Zhang, Lihua Cui, Shukun Zhang
PMID36610119
发布时间2023-01
DOI10.1016/j.phymed.2022.154551

实验完整度

高

包含体内小鼠模型和体外巨噬细胞模型两个独立证据层级,并有功能验证(CAF、C5a干预)和机制验证(信号通路蛋白检测)。

主要模型

C57BL/6小鼠IgG免疫复合物诱导的急性肺损伤模型 MH-S小鼠肺泡巨噬细胞

重点核对

IgG-IC诱导ALI模型:小鼠经气管内注射120 μg抗BSA IgG,然后立即尾静脉注射2 mg BSA XFBD给药剂量:低剂量4 g/kg,高剂量8 g/kg,灌胃给药 体外实验:MH-S细胞用IgG-IC预处理1小时,然后用5%或10%含XFBD血清处理24小时 信号通路验证:STAT3激活剂CAF(Colivelin TFA)和C5a预处理 统计方法:使用Prism 8.0进行单因素或双因素方差分析,p<0.05为差异显著

摘要

背景:在中国,宣肺败毒方(XFBD)治疗2019冠状病毒病(COVID-19)患者具有显著的临床疗效,但其抗急性肺损伤(ALI)的机制仍知之甚少。方法:在体内,通过IgG免疫复合物(IgG-IC)诱导小鼠ALI模型,然后分别灌胃给予XFBD(4g/kg,8g/kg)。诱导ALI后24小时,收集肺组织进行组织学和分子分析。在体外,建立IgG-IC诱导的肺泡巨噬细胞炎症模型,并用不同剂量的含XFBD血清处理,以研究XFBD的保护作用和分子机制。结果:结果表明,XFBD减轻了肺损伤,并显著下调了IgG-IC刺激下肺组织和巨噬细胞中促炎介质的产生。值得注意的是,XFBD减弱了C3a和C5a的产生,抑制了C3aR和C5aR的表达,并抑制了IgG-IC诱导的肺组织和巨噬细胞中JAK2/STAT3/SOCS3和NF-κB信号通路的激活。此外,体外实验证实,Colivelin TFA(CAF,STAT3激活剂)和C5a处理显著增强了IgG-IC触发的巨噬细胞炎症反应,而XFBD减弱了CAF或C5a的作用。结论:XFBD通过抑制JAK2/STAT3/SOCS3和NF-κB信号通路抑制补体过度激活,改善IgG免疫复合物诱导的急性肺损伤。这些数据有助于理解XFBD治疗COVID-19的机制。

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
XFBD如何改善IgG免疫复合物诱导的急性肺损伤?其潜在分子机制是什么?
核心机制
XFBD通过抑制补体过度激活(降低C3a和C5a的产生及其受体C3aR和C5aR的表达),并抑制JAK2/STAT3/SOCS3和NF-κB信号通路,从而减轻炎症反应。
主要证据
体内实验显示XFBD减轻肺组织病理损伤,降低促炎因子(IL-6、IL-1β、TNF-α、MCP-1)水平,抑制C3a/C5a及受体表达,并抑制JAK2/STAT3和NF-κB磷酸化;体外实验在MH-S细胞中验证了类似结果,且CAF或C5a预处理后XFBD仍能部分逆转其效果。
研究意义
该研究揭示了XFBD治疗ALI的关键分子机制,为阐明中药治疗COVID-19的靶点提供了基础。

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

建立小鼠急性肺损伤模型及XFBD给药

验证XFBD对IgG-IC诱导的ALI的保护作用

雄性C57BL/6小鼠随机分为六组,通过气管内注射抗BSA IgG和尾静脉注射BSA诱导ALI,6小时后灌胃给予XFBD(4或8 g/kg),24小时后收集肺组织和血清。

2

评估XFBD对肺组织病理和影像学的影响

评估XFBD对IgG-IC诱导的肺损伤的改善程度

通过H&E染色观察肺组织病理变化,使用micro-CT扫描评估肺部密度。

3

检测补体成分及其受体表达

验证XFBD是否抑制IgG-IC诱导的补体过度激活

通过免疫组化、ELISA、RT-PCR和Western blot检测肺组织和血清中C3a、C5a及受体C3aR、C5aR的表达水平。

4

检测促炎介质的产生

验证XFBD对IgG-IC诱导的炎症反应的影响

通过ELISA、RT-PCR和Western blot检测肺组织中促炎因子(IL-6、IL-1β、TNF-α、MCP-1、IL-18)的浓度和表达水平。

5

检测JAK2/STAT3/SOCS3和NF-κB信号通路激活

验证XFBD是否抑制JAK2/STAT3/SOCS3和NF-κB信号通路

通过Western blot检测肺组织中p-JAK2、总JAK2、SOCS3、p-STAT3、总STAT3、p-IKKα/β、总IKKα/β、p-NF-κB p65、总NF-κB的蛋白表达。

6

体外验证XFBD对巨噬细胞炎症反应的影响

验证XFBD对IgG-IC刺激的肺泡巨噬细胞的保护作用

MH-S细胞用IgG-IC预处理1小时,然后用不同浓度的对照血清或含XFBD血清处理24小时,检测C3aR、C5aR表达及促炎因子水平。

7

验证信号通路机制(CAF和C5a干预)

验证XFBD是否通过抑制STAT3和C5a-C5aR轴发挥作用

MH-S细胞在IgG-IC刺激前用STAT3激活剂CAF(Colivelin TFA)或C5a预处理,然后与10%对照血清或含XFBD血清孵育24小时,检测C5aR、p-STAT3、p-NF-κB p65、IL-18和IL-1β的表达。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
宣肺败毒方TianJin Modern TCM Innovation CenterTRT
牛血清白蛋白(BSA)Sigma-Aldrich--
兔抗BSA IgGSigma-Aldrich--
Colivelin TFA (CAF)MCEHY-P1061A
补体C5aMCEHY-P7695
抗C3a抗体Novus BiologicalsJF10-30
抗C3aR抗体Novus BiologicalsNBP2-1569
抗C5a抗体Abcamab194637
抗C5aR抗体Abcamab59390
抗磷酸化JAK2抗体Cell Signaling Technologies3771s
抗JAK2抗体Cell Signaling Technologies3230s
抗磷酸化STAT3抗体Cell Signaling Technologies9145s
抗STAT3抗体Cell Signaling Technologies12640s
抗SOCS3抗体Cell Signaling Technologies9021s
抗磷酸化IKKα/β抗体Cell Signaling Technologies2694s
抗IKKα/β抗体Cell Signaling Technologies8943s
抗磷酸化NF-κB p65抗体Cell Signaling Technologies3033s
抗NF-κB p65抗体Cell Signaling Technologies8242s
抗IL-18抗体ABclonal TechnologyA1115
抗IL-1β抗体Abcamab254360
C3a ELISA试剂盒NovusNBP2-70037
C5a ELISA试剂盒RayBiotechELM-CCC5a
IL-6 ELISA试剂盒ABclonalRK00008
IL-1β ELISA试剂盒ABclonalRK00006
TNF-α ELISA试剂盒ABclonalRK00027
MCP-1 ELISA试剂盒ABclonalRK00381
Trizol试剂Takara--
PrimeScript RT试剂盒TakaraRR037A
GoTaq qPCR预混液PromegaA6001
RIPA裂解液Solarbio--
磷酸酶抑制剂MCE--
Bioss试剂盒BiossSP0022
DAB底物试剂盒ZSGB-BIOZLI-9018
伊红----
RPMI-1640培养基----
β-巯基乙醇----
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
显微CT扫描仪PerkinElmerQuantumFX
DAPI----
石蜡----
EDTA抗原修复液----
Triton X-100----
山羊血清----

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
IgG-IC诱导ALI模型
小鼠品系、周龄、性别;抗BSA IgG剂量和给药途径;BSA剂量和给药途径;XFBD剂量和给药时间
阅读提示:Materials and methods - IgG IC-induced acute lung injury
XFBD给药
XFBD剂量(低、高)、给药方式、给药时间
阅读提示:Materials and methods - IgG IC-induced acute lung injury
体外巨噬细胞炎症模型
MH-S细胞培养条件、IgG-IC制备方法、预处理时间、XFBD血清浓度和处理时间
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and in vitro IgG immune complex treatment
信号通路验证
CAF(STAT3激活剂)浓度、C5a浓度、预处理时间;XFBD血清浓度
阅读提示:Results - XFBD blocked the signaling pathway of JAK2/STAT3/SOCS3 and NF-κB by suppressing C5a-C5aR axis in macrophages
统计分析
统计方法(单因素/双因素方差分析)、显著性水平、每组样本量
阅读提示:Materials and methods - Statistical analysis