镰形棘豆黄酮类化合物缓解心肌缺血再灌注损伤的作用机制

Mechanism of Action of Flavonoids of Oxytropis falcata on the Alleviation of Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury.

作者信息Yang Guo, Ben-Yin Zhang, Yan-Feng Peng, Leng Chee Chang, Zhan-Qiang Li, Xin-Xin Zhang, De-Jun Zhang
PMID35268807
期刊Molecules
发布时间2022-03-05
DOI10.3390/molecules27051706

实验完整度

体外H9c2细胞H/R模型验证了细胞活力、凋亡、炎症和氧化应激及信号通路,但缺乏体内动物模型和患者样本验证。

主要模型

H9c2心肌细胞(缺氧/复氧损伤模型)

重点核对

OFF1浓度(2.5、5、10、25、50 μg/mL)及预处理时间(12小时) H9c2细胞缺氧条件(2% O2、5% CO2、94% N2)12小时,复氧条件(95%空气、5% CO2)6小时 阳性对照地尔硫卓(Dil)浓度(20 μmol/L) 细胞活力检测使用CCK-8试剂盒(Elabscience)

摘要

镰形棘豆(Oxytropis falcata Bunge)是传统藏药中使用的植物,据报道具有抗炎和抗氧化作用,并能缓解心肌缺血再灌注损伤(MIRI)。然而,其对抗MIRI的潜在机制和O. falcata的植物化学成分尚不清楚。从O. falcata中获得了具有抗MIRI活性的馏分OFF1,并通过超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC–MS)鉴定了其化学成分。通过网络药理学分析预测了O. falcata对抗MIRI涉及的潜在靶点和信号通路,并通过体外实验确定了其分子机制。结果表明,黄酮类化合物是OFF1的主要成分。O. falcata中报道的共92种黄酮类化合物靶向213个潜在的MIRI相关因子,包括肿瘤坏死因子(TNF)、前列腺素内过氧化物合酶2(PTGS2)和NF-κB信号通路。对经受缺氧/复氧损伤的H9c2心肌细胞的体外实验证实,OFF1中的黄酮类化合物降低了心肌标志物水平、凋亡率和氧化应激触发的炎症反应。此外,OFF1通过下调ROS介导的JNK/p38MAPK/NF-κB通路减轻MIRI。总之,这些发现为O. falcata缓解MIRI的分子机制提供了新的见解,使其成为潜在的治疗候选药物。

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
O. falcata中的黄酮类化合物如何缓解心肌缺血再灌注损伤(MIRI),其潜在靶点和分子机制是什么?
核心机制
OFF1通过抑制ROS介导的JNK/p38MAPK/NF-κB信号通路,减轻氧化应激、炎症反应和细胞凋亡,从而保护心肌细胞免受H/R损伤。
主要证据
体外H9c2细胞H/R模型显示,OFF1预处理降低CK和LDH释放,减少凋亡蛋白表达,抑制炎症因子(IL-1β、IL-6、MCP-1、TNF-α)和氧化应激标志物(ROS、COX-2、iNOS、MDA),并下调JNK/p38MAPK和NF-κB磷酸化及核转位。
研究意义
该研究为O. falcata作为抗MIRI的潜在治疗候选药物提供了分子机制基础,并为其临床应用奠定基础。

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

筛选O. falcata抗MIRI活性馏分

从O. falcata提取物中筛选出具有抗心肌缺血再灌注损伤活性的馏分

用不同比例的石油醚和乙酸乙酯洗脱硅胶柱得到10个馏分,在H9c2细胞H/R模型中检测各馏分的保护作用。

2

鉴定OFF1的主要化学成分

确定活性馏分OFF1的植物化学成分

采用UHPLC–MS在正负离子模式下分析OFF1,通过高分辨率质谱和MS/MS碎片鉴定化合物。

3

网络药理学预测靶点和通路

预测O. falcata黄酮类化合物抗MIRI的潜在靶点和信号通路

从公共数据库获取黄酮类化合物和MIRI相关靶点,构建PPI网络和化合物-疾病-靶点网络,进行GO和KEGG富集分析。

4

体外验证OFF1对H/R损伤心肌细胞的保护作用

验证OFF1对H9c2心肌细胞H/R损伤的保护作用及其机制

用不同浓度OFF1预处理H9c2细胞,然后进行H/R处理,检测细胞活力、心肌损伤标志物、凋亡蛋白、炎症因子、氧化应激指标和信号通路蛋白表达。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基GIBCO--
胎牛血清GIBCO--
青霉素/链霉素Solarbio--
H9c2细胞Procell Life Science & Technology Co., Ltd.--
CCK-8检测试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.--
CK检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
LDH检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
SOD检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
COX-2检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
iNOS检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
MDA检测试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
IL-1β ELISA试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
IL-6 ELISA试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
MCP-1 ELISA试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
TNF-α ELISA试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
NF-κBp65 ELISA试剂盒Jiancheng Bioengineering Institute--
ROS检测试剂盒Solarbio--
DCFH-DA探针Solarbio--
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒Biotek Biomedical Technology Co., Ltd.--
PVDF膜Millipore--
抗p-NFκBp65抗体Cell Signaling Technology3031
抗NFκBp65抗体Cell Signaling Technology6956
抗p-JNK抗体Cell Signaling Technology9255
抗JNK抗体Cell Signaling Technology3708
抗p38抗体Cell Signaling Technology8690
抗p-p38抗体Boosen Biotechnology Co., Ltd.bs-0636r
抗Caspase-9抗体Boosen Biotechnology Co., Ltd.bs-0049R
抗Caspase-3抗体Boosen Biotechnology Co., Ltd.bs-0081R
抗Bax抗体Abcamab32503
抗Bcl-2抗体Affinity BiosciencesAF6139
二抗Biosco Biomedical Technology Co., Ltd.MD912565
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad Laboratories--
抗Nrf2抗体Abcamab31163
抗NF-κBp65抗体Abcamab16502
DAPI染色液Beyotime Biotechnology--
酶标仪Tanon Science and Technology Co. Ltd.5200 Multi
酶标仪SpectraMax M5--
超高效液相色谱-质谱联用系统Thermo Scientificthermoultimate 3000

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
细胞培养与H/R建模
细胞系来源(H9c2,Procell)、培养基(DMEM, 4.5 g/L葡萄糖)、FBS浓度(10%)、青霉素/链霉素浓度(0.1%)、缺氧条件(2% O2, 5% CO2, 94% N2)12小时、复氧条件(95%空气, 5% CO2)6小时
阅读提示:Methods 4.8 Cell Culture and H/R Modeling
药物处理与分组
OFF1浓度(2.5, 5, 10, 25, 50 μg/mL)、预处理时间(12小时)、阳性对照地尔硫卓浓度(20 μmol/L)、分组(对照组、H/R组、H/R+Dil组、H/R+OFF1各浓度组)
阅读提示:Methods 4.9 Cell Viability Assay
细胞活力检测
CCK-8试剂盒品牌(Elabscience)、检测波长(450 nm)、孵育时间(1小时)
阅读提示:Methods 4.9 Cell Viability Assay
生化指标检测
CK、LDH、SOD、COX-2、iNOS、MDA、IL-1β、IL-6、MCP-1、TNF-α、NF-κBp65检测试剂盒品牌(Jiancheng)、检测方法(ELISA等)
阅读提示:Methods 4.10 Biochemical Assay
ROS检测
ROS试剂盒品牌(Solarbio)、探针DCFH-DA浓度(10 μM)、孵育时间(20分钟)、激发/发射波长(488/525 nm)
阅读提示:Methods 4.11 Measurement of ROS Levels