食用燕窝通过TNFR1/NF-κB/NLRP3通路减轻烟草烟雾吸入引起的肺炎

Edible bird's nest alleviates pneumonia caused by tobacco smoke inhalation through the TNFR1/NF-κB/NLRP3 pathway.

作者信息Ran Bi, Dan Zhang, Rui Quan, Xiaoxian Lin, Wen Zhang, Chuangang Li, Man Yuan, Bing Fang, Dongliang Wang, Yixuan Li
PMID38873472
发布时间2024-04-01
DOI10.1002/fsn3.4080

实验完整度

包含体内动物模型(BALB/c小鼠烟雾暴露)和体外细胞模型(A549细胞TNF-α刺激),并进行了组织病理学、免疫组化、Western blot、ELISA、CCK8等实验,验证了功能(减轻炎症)和机制(TNFR1/NF-κB/NLRP3通路)。

主要模型

BALB/c小鼠(香烟烟雾诱导肺炎模型) A549人肺泡基底上皮细胞(TNF-α诱导肺炎模型)

重点核对

小鼠模型:BALB/c小鼠,每日暴露于4支香烟烟雾,持续8天 EBN剂量:低剂量0.008 g,高剂量0.019 g,灌胃给药15天 体外模型:A549细胞,TNF-α(10 ng/mL)处理2小时,EBN预处理24小时 检测指标:血清和肺组织中IL-6、TNF-α、IL-8、IL-10水平,以及NLRP3、TNFR1、p-IκBα、p-p65蛋白表达

摘要

接触香烟烟雾会直接损伤肺部并引起肺部炎症。据报道,食用燕窝(EBN)具有抗炎特性。我们旨在确定EBN在暴露于香烟烟雾的小鼠模型中对肺炎的影响。将50只BALB/c小鼠随机分为对照组、模型组、阳性药组、低剂量EBN组和高剂量EBN组(每组n=10)。除对照组外,每组小鼠每天暴露于4支香烟烟雾中,持续8天。此外,我们验证了EBN对A549细胞的影响,并研究了EBN减轻肺部炎症的机制。食用燕窝(EBN)可以减轻小鼠肺组织的结构损伤和烟雾诱导的炎症反应。高剂量EBN(0.019克)效果最佳。与模型组相比,经EBN处理的小鼠抵抗香烟烟雾刺激的能力更强,表现为血清和肺部炎症标志物(白细胞介素6 [IL-6]、肿瘤坏死因子-α [TNF-α]和白细胞介素8 [IL-8])降低,血清白细胞介素10(IL-10)水平升高,以及炎症小体NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)表达降低。此外,我们的细胞实验表明,EBN主要通过抑制肿瘤坏死因子受体1(TNFR1)/核因子-κB(NF-κB)/NLRP3通路来减轻香烟烟雾诱导的肺部炎症。这些发现为EBN对肺部的积极营养品质提供了理论证据,证明其抑制TNFR1/NF-κB/NLRP3信号通路,从而阻止香烟烟雾诱导的肺部炎症的发展。

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
食用燕窝(EBN)是否能减轻香烟烟雾诱导的肺部炎症,其潜在机制是什么?
核心机制
EBN通过抑制TNFR1/NF-κB/NLRP3信号通路减轻肺部炎症:抑制TNFR1表达,减少IκBα磷酸化,阻断NF-κB p65磷酸化,下调NLRP3炎症小体表达。
主要证据
动物实验中,EBN降低血清和肺组织中促炎细胞因子(IL-6、TNF-α、IL-8)水平,升高抗炎因子IL-10,并减少肺组织NLRP3表达(IHC和Western blot)。体外实验中,EBN促进A549细胞增殖,降低IL-6、IL-8,升高IL-10,并抑制NLRP3、TNFR1、p-IκBα和p-p65的表达(Western blot和免疫荧光)。
研究意义
研究首次证明EBN通过TNFR1/NF-κB/NLRP3通路减轻香烟烟雾诱导的肺炎,为EBN预防烟草危害和开发基于EBN的特殊医学用途食品提供了理论依据,也为慢性肺病干预提供了分子靶点。

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

建立香烟烟雾诱导的小鼠肺炎模型

模拟吸烟引起的肺部炎症,评估EBN的预防效果。

BALB/c小鼠随机分为对照组、模型组、阳性药组、低剂量EBN组和高剂量EBN组,除对照组外,每日暴露于4支香烟烟雾一次,持续8天;从建模开始同时灌胃给药,持续15天。

2

评估EBN对小鼠肺组织病理损伤的影响

观察EBN是否能减轻香烟烟雾引起的肺组织结构损伤。

通过H&E染色观察肺组织病理变化,并采用Smith肺损伤评分进行量化。

3

检测EBN对小鼠全身和肺部炎症因子的影响

评估EBN对香烟烟雾诱导的全身和局部炎症反应的调节作用。

采用ELISA检测血清中IL-6、TNF-α、IL-10水平,以及肺组织中IL-8和TNF-α水平。

4

检测EBN对小鼠肺组织NLRP3炎症小体表达的影响

探究EBN减轻炎症反应是否与抑制NLRP3炎症小体有关。

通过免疫组化染色检测肺组织NLRP3的表达,并进行阳性面积评分。

5

建立TNF-α诱导的A549细胞肺炎模型并评估EBN的细胞保护作用

在体外验证EBN对肺泡上皮细胞损伤的保护作用及其对细胞增殖的影响。

用不同浓度TNF-α处理A549细胞确定最适浓度,然后用不同浓度EBN预处理,再用TNF-α刺激,通过CCK8检测细胞活力。

6

检测EBN对A549细胞炎症因子表达的影响

确认EBN在体外对促炎和抗炎细胞因子的调节作用。

通过ELISA检测细胞培养上清中IL-6、IL-8和细胞裂解液中IL-10的水平。

7

检测EBN对A549细胞NLRP3炎症小体表达的影响

验证EBN在体外是否通过抑制NLRP3表达来减轻炎症。

通过免疫荧光染色和Western blot检测NLRP3蛋白表达。

8

检测EBN对A549细胞NF-κB通路相关蛋白表达的影响

揭示EBN抑制NLRP3表达的分子机制是否涉及NF-κB通路。

通过Western blot检测TNFR1、p-IκBα、IκBα、p-p65、p65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
胃蛋白酶----
胰蛋白酶----
香烟Shanghai Tobacco Group Co., Ltd.--
百合固金汤TongrentangJST68000061
二甲苯KeaoS1763
乙醇LookChem213-3
石蜡Leica--
伊红----
光学显微镜Yoke InstrumentXSP-8CA
山羊血清----
抗NLRP3抗体AffinityDF7438
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG (H+L)BeyotimeA0208
RIPA裂解液Thermo Scientific89901
蛋白磷酸酶抑制剂SolarbioP1260
SDS-PAGE上样缓冲液SolarbioP1040
PVDF膜Millipore--
牛血清白蛋白----
抗TNFR1抗体Abcamab259817
抗磷酸化IκBα抗体Cell Signaling Technology9246S
抗NF-κB磷酸化p65抗体Cell Signaling Technology3033S
抗IκBα抗体Cell Signaling Technology4812S
抗NF-κB p65抗体Abcamab16502
抗β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology3700S
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgG (H+L)BeyotimeA0208
发光图像分析仪GE Healthcare Bio-Sciences AB--
肿瘤坏死因子-αPeproTech300-01A-50UG
Triton X-100----
二抗BeyotimeA0468
4',6-二脒基-2-苯基吲哚SolarbioC0065
抗荧光淬灭封片液BeyotimeP0126
共聚焦激光扫描显微镜ZeissLSM900
组织匀浆器MP BiomedicalsFastPrep-24
小鼠IL-8 ELISA试剂盒KeaoKA10943
小鼠TNF-α ELISA试剂盒MultiSciencesEK282HS/3-96
小鼠IL-6 ELISA试剂盒MultiSciencesEK206HS-96
小鼠IL-10 ELISA试剂盒MultiSciencesEK210/4-96
人IL-6 ELISA试剂盒MultiSciencesEK106HS-96
人IL-8 ELISA试剂盒SinoukbioHY-H0008
人IL-10 ELISA试剂盒MultiSciencesEK110HS-96
A549细胞系Procell Life Science & Technology Co., Ltd.--
专用培养基ProcellCM-0016
胰蛋白酶----
细胞计数试剂盒-8DojindoCK04
多功能微孔板检测仪BioTek Instruments16113019

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
动物实验
小鼠品系、周龄、分组、每组样本量、烟雾暴露频率、持续时间、给药剂量和途径
阅读提示:2.2 Animal experiments; Figure 1(a)
EBN制备
EBN来源、制备浓度、煮沸条件、模拟消化液成分、消化时间、pH、温度、酶活性
阅读提示:2.1 EBN sample preparation and simulated digestion
细胞实验
A549细胞培养条件、细胞接种密度、EBN处理浓度和时间、TNF-α浓度和时间
阅读提示:2.8 Cell culture and cell proliferation activity test
炎症因子检测
ELISA检测的样本类型(血清、肺组织、细胞上清)、细胞因子种类、试剂盒来源
阅读提示:2.7 Enzyme-linked immunosorbent assay
蛋白表达检测
Western blot抗体、稀释比例、蛋白上样量、电泳条件、转膜条件;免疫组化抗体、稀释比例、显色时间
阅读提示:2.4 Immunohistochemical staining; 2.5 Western blot