高果糖饮食小鼠模型的建立与天麻素干预
评估高果糖饮食是否诱导甜味偏好降低和海马NSC铁死亡,并检验天麻素的保护作用。
C57BL/6J小鼠给予标准饮食或60%高果糖饮食12周,部分小鼠接受天麻素(50、100、200 mg/kg)或吡格列酮(30 mg/kg)灌胃8周。进行蔗糖偏好实验、旷场实验、强迫游泳实验和悬尾实验,并检测海马脑片中TUNEL阳性细胞和NESTIN/GFAP阳性NSC数量。
Gastrodin attenuates high fructose-induced sweet taste preference decrease by inhibiting hippocampal neural stem cell ferroptosis.
包含小鼠体内模型(高果糖饮食、脑内注射慢病毒)和体外细胞模型(NE-4c细胞、原代NSCs),并进行了RNA-seq、Western blotting、ChIP、荧光素酶报告基因等功能和机制验证。
C57BL/6J小鼠模型 NE-4c细胞系 小鼠原代海马神经干细胞(NSCs)
高果糖饮食(60%)持续12周 天麻素灌胃剂量(50、100、200 mg/kg) 脑内慢病毒注射位点(X:±1.5 mm, Y:-1.9 mm, Z:-2.3 mm) 细胞处理:果糖浓度(1-20 mmol/L)及处理时间(48-96 h) CISD1抑制剂NL-1(10 μmol/L)和铁螯合剂DFO(100 μmol/L)
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
评估高果糖饮食是否诱导甜味偏好降低和海马NSC铁死亡,并检验天麻素的保护作用。
C57BL/6J小鼠给予标准饮食或60%高果糖饮食12周,部分小鼠接受天麻素(50、100、200 mg/kg)或吡格列酮(30 mg/kg)灌胃8周。进行蔗糖偏好实验、旷场实验、强迫游泳实验和悬尾实验,并检测海马脑片中TUNEL阳性细胞和NESTIN/GFAP阳性NSC数量。
验证高果糖是否诱导NSC铁死亡(脂质过氧化、线粒体铁积累、ROS产生),以及天麻素能否逆转这些效应。
小鼠原代海马NSCs和NE-4c细胞经果糖处理,检测BODIPY 581/591 C11荧光、MDA水平、线粒体Fe2+和ROS水平。天麻素(20、40、80 μmol/L)处理检测其抑制作用。
鉴定高果糖诱导NSC铁死亡的关键分子,并验证CISD1的作用。
NE-4c细胞经10 mmol/L果糖处理96 h后进行RNA-seq,发现CISD1表达上调。使用NL-1(CISD1抑制剂)或shRNA-Cisd1敲低验证其对mito-Fe2+、mito-ROS、脂质过氧化和细胞死亡的抑制作用。
确定转录因子ZIC2是否直接结合Cisd1启动子并增强其表达。
通过JASPAR预测ZIC2结合位点,构建包含Cisd1启动子片段的荧光素酶报告基因,检测ZIC2过表达的影响;ChIP实验验证ZIC2与启动子的结合。
验证ZIC2过表达是否诱导海马NSC铁死亡和甜味偏好降低,以及天麻素是否能逆转这些效应。
通过脑内注射shRNA-Zic2或Zic2过表达慢病毒,检测海马中CISD1和ferroptosis相关蛋白表达、NSC数量及SPT等行为。部分小鼠同时给予天麻素(200 mg/kg)口服。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 动物饮食 | 标准饲料 | Xietong Shengwu | -- |
| 60%高果糖饲料 | Xietong Shengwu | -- | |
| 细胞培养 | Accutase消化液 | Millipore | SCR005 |
| 神经干细胞培养基 | Procell | CM-M139 | |
| 离心机 5180R | Eppendorf | -- | |
| 70 μm筛网 | SPL Life Sciences | 93070 | |
| NE-4C细胞培养基 | ScienCell | J10001-4 | |
| 细胞处理 | 果糖 | Sigma Aldrich | F0550000 |
| 去铁胺 | MedChemExpress | HY-D0903 | |
| NL-1(CISD1抑制剂) | MedChemExpress | HY-135231 | |
| 天麻素 | MedChemExpress | HY-N0115 | |
| 吡格列酮 | MedChemExpress | HY-P1645 | |
| 转染 | 脂质体2000转染试剂 | Invitrogen | 11668019 |
| 脂质染色 | 油红O染色试剂盒 | Beyotime | C0158 |
| 核染色 | 苏木素染色液 | Beyotime | C0107 |
| MDA检测 | 脂质过氧化(MDA)检测试剂盒 | Beyotime | S0131 |
| 脂质过氧化检测 | BODIPY 581/591 C11探针 | Invitrogen | D3861 |
| 流式检测 | 线粒体Fe2+荧光探针 | Dojindo | M489 |
| 线粒体ROS荧光探针 | AAT Bioquest | 16052 | |
| 凋亡检测 | Annexin V-FITC | -- | -- |
| 细胞损伤检测 | PI/Hoechst染色试剂盒 | Beyotime | C1056 |
| TUNEL检测 | 荧光素TUNEL检测试剂盒 | Servicebio | G1501 |
| Western blotting | 抗CISD1抗体 | CST | 837755 |
| 抗ZIC2抗体 | Abcam | ab150404 | |
| 抗ChREBP抗体 | CST | 58069 | |
| 抗FASN抗体 | CST | 31805 | |
| 抗ACLY抗体 | Proteintech | 15421-1-AP | |
| 抗ELOVL6抗体 | Proteintech | 21160-1-AP | |
| 抗SCD1抗体 | Abcam | ab236868 | |
| 抗GPX4抗体 | CST | 59735 | |
| 抗KEAP1抗体 | CST | 8047 | |
| 抗TfR1抗体 | Abcam | ab269513 | |
| 抗PRDX3抗体 | Abcam | ab73349 | |
| 抗β-肌动蛋白抗体 | CST | 4970 | |
| 抗GAPDH抗体 | Proteintech | 60004-1-1g | |
| RNA提取 | Trizol试剂 | Invitrogen | 15596026 |
| RT-PCR | HiScript II 逆转录预混液 | Vazyme | R222-01 |
| SYBR Green荧光染料 | Vazyme | Q311-03 | |
| 荧光素酶报告基因 | 荧光素酶检测系统 | Promega | E1501 |
| ChIP | CHIP-IT Express试剂盒 | Active Motif | 53008 |
| RNA-seq | miRNeasy Micro试剂盒 | Qiagen | 1071023 |
| 慢病毒构建 | shRNA-Zic2慢病毒 | Heyuan Biotech | -- |
| Zic2过表达慢病毒 | Heyuan Biotech | -- | |
| 荧光显微镜 | 共聚焦显微镜 | -- | -- |
| 流式细胞仪 | 流式细胞仪 (Attune NxT) | Invitrogen | -- |
| qRT-PCR | qRT-PCR检测系统 | Bio-Rad Laboratories | -- |
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 |
|---|---|
| 动物实验 | 小鼠品系、性别、年龄:C57BL/6J雄性,4周龄;饮食:标准饮食或60%高果糖饮食,12周;天麻素剂量:50、100、200 mg/kg每日一次灌胃8周;吡格列酮剂量:30 mg/kg灌胃8周 阅读提示:Methods 2.2 高果糖饮食程序和行为测试 |
| 细胞实验 | NE-4C细胞培养条件:培养基(J10001-4)、多聚D-赖氨酸包被;果糖处理浓度(1-20 mmol/L)和时间(48-96 h);天麻素浓度(20-80 μmol/L);其他药物(DFO、NL-1、吡格列酮)浓度 阅读提示:Methods 2.6 NE-4c细胞培养、处理和相关检测 |
| 慢病毒脑内注射 | 小鼠品系、性别、年龄;注射坐标(X: ±1.5 mm, Y: -1.9 mm, Z: -2.3 mm);慢病毒类型(shRNA-Zic2或Zic2过表达)及注射体积;注射后时间(3周) 阅读提示:Methods 2.3 脑内慢病毒注射调控ZIC2表达 |
| 行为学检测 | SPT具体条件(1%蔗糖溶液、24小时饮水剥夺、2小时测试);OFT、FST、TST的参数(如测试时间、设备);行为测试间隔(1-3天) 阅读提示:Methods 2.2 高果糖饮食程序和行为测试 |
| 分子机制检测 | RNA-seq分析条件及差异基因筛选阈值;ChIP实验条件(抗体、磁珠、交联时间);荧光素酶报告基因构建(Cisd1启动子片段、ZIC2结合位点预测);qRT-PCR引物序列(Cisd1等) 阅读提示:Methods 2.9-2.11 及补充方法 |