复方芪英颗粒通过抑制内质网应激和凋亡减轻糖尿病周围神经病变

Compound Qiying Granules alleviates diabetic peripheral neuropathy by inhibiting endoplasmic reticulum stress and apoptosis.

作者信息Yan Hu, Chen Chen, Zhengting Liang, Tao Liu, Xiaoling Hu, Guanying Wang, Jinxia Hu, Xiaolin Xie, Zhiyan Liu
PMID37464341
期刊Mol Med
发布时间2023-07-18
DOI10.1186/s10020-023-00698-3

实验完整度

包含动物模型(STZ诱导DPN大鼠)和细胞模型(高糖诱导RSC96细胞),结合蛋白质组学、形态学、功能与机制验证。

主要模型

STZ诱导的DPN大鼠模型 高糖诱导的RSC96施万细胞模型 Wistar大鼠

重点核对

大鼠模型:8周龄雄性Wistar大鼠,高脂饮食8周后腹腔注射STZ 30 mg/kg两次,血糖≥11.1 mmol/L为DM模型,神经传导速度减慢>11%为DPN模型 细胞模型:RSC96细胞用150 mM葡萄糖处理24小时建立高糖模型 药物处理:CQYG低、中、高剂量分别为1.17、2.34、4.68 g/(kg·d),灌胃给药,连续4周;细胞实验CQYG浓度分别为0.01、0.05、0.1 mg/ml预处理24小时 阳性对照:TMAO(化学伴侣)110 mg/(kg·d)灌胃;细胞实验5 mM 检测指标:坐骨神经形态、凋亡、氧化应激、ER应激和凋亡蛋白表达

摘要

背景:糖尿病周围神经病变(DPN)是糖尿病的主要并发症。本研究旨在探讨复方芪英颗粒(CQYG)对DPN的治疗效果及分子机制。方法:建立DPN大鼠模型和RSC96细胞模型,以评估CQYG的治疗效果。然后检测坐骨神经的形态和凋亡变化。进一步,采用基于串联质量标签的定量蛋白质组学技术鉴定差异表达蛋白(DEPs)及其潜在分子机制。同时检测关键信号通路的蛋白表达。结果:CQYG治疗显著改善了DPN大鼠的血糖和氧化应激水平,并进一步减少了神经纤维髓鞘病变、去神经支配和细胞凋亡。此外,在CQYG治疗的DPN大鼠中发现了2176个DEPs。富集分析显示,内质网(ER)中的蛋白质加工和凋亡在CQYG治疗后均受到抑制。接下来,CQYG治疗降低了高糖诱导的RSC96细胞中炎症因子的表达、线粒体损伤和细胞凋亡。透射电子显微镜结果显示,CQYG治疗改善了神经髓鞘、线粒体和内质网的形态。CQYG治疗降低了DPN模型中高表达的内质网应激和凋亡通路蛋白。此外,我们还预测了CQYG在DEPs中的潜在靶点。结论:CQYG通过抗内质网应激和抗凋亡在实验性糖尿病神经病变中发挥神经保护作用。

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
复方芪英颗粒(CQYG)对糖尿病周围神经病变(DPN)是否具有治疗作用及其分子机制是什么?
核心机制
CQYG通过抑制内质网应激(PERK通路)和凋亡发挥神经保护作用。
主要证据
在DPN大鼠和高糖诱导的RSC96细胞中,CQYG改善神经纤维髓鞘病变、减少细胞凋亡,并下调PERK、p-PERK、ATF4、CHOP、Bax等ER应激和凋亡蛋白的表达。
研究意义
研究表明CQYG可能是治疗DPN的一种潜在策略,为开发改善DPN的治疗方案提供了新途径。

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DPN动物模型和细胞模型

模拟糖尿病周围神经病变的病理状态,用于评估CQYG的治疗效果。

使用高脂饮食联合STZ注射诱导Wistar大鼠DPN模型;使用高糖(150 mM葡萄糖)处理RSC96施万细胞建立高糖损伤模型。

2

CQYG治疗及分组

观察不同剂量CQYG对DPN模型的影响,并与阳性对照TMAO比较。

将DPN大鼠随机分为DPN模型组、CQYG低、中、高剂量组和TMAO组,连续灌胃给药4周;细胞实验分为对照组、高糖组、CQYG低、中、高剂量组和TMAO组。

3

评估大鼠神经功能和病理变化

检测CQYG对DPN大鼠感觉功能和坐骨神经病理损伤的改善作用。

通过热板实验和机械痛觉实验评估感觉功能;HE染色和LFB染色观察神经纤维病理;TUNEL染色检测细胞凋亡;透射电镜观察超微结构。

4

检测氧化应激和炎症指标

评估CQYG对DPN相关氧化应激和炎症的调节作用。

检测大鼠血清中Glu、MDA、SOD、CAT、GSH、NO含量;检测RSC96细胞培养上清中IL-6、IL-1β、TNF-α水平。

5

蛋白质组学分析鉴定差异表达蛋白

鉴定CQYG治疗前后DPN大鼠坐骨神经中的差异表达蛋白及富集通路。

采用TMT标记定量蛋白质组学分析三组坐骨神经样本,通过生信分析(GSEA、WGCNA、GSVA)筛选关键蛋白和通路。

6

验证ER应激和凋亡通路蛋白表达

验证CQYG对ER应激和凋亡相关蛋白表达的影响。

通过Western blot检测大鼠坐骨神经和RSC96细胞中PERK、p-PERK、ATF4、CHOP、Bax、IGF-1等蛋白的表达。

7

网络药理学预测CQYG靶点

预测CQYG活性成分在ER应激和凋亡通路中的潜在靶蛋白。

使用TCMSP数据库预测CQYG成分的靶蛋白,与差异表达蛋白取交集,并进行通路富集分析。

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
链脲佐菌素----
复方芪英颗粒----
von Frey纤维丝----
固蓝servicebio--
ApopTag荧光原位凋亡检测试剂盒Chemicon--
葡萄糖检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
丙二醛检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
超氧化物歧化酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
过氧化氢酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
谷胱甘肽检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
一氧化氮检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
BCA蛋白定量试剂盒----
TMT标记试剂Thermo Scientific--
高pH反相肽段分级试剂盒Thermo Scientific--
Q Exactive质谱仪Thermo Scientific--
MASCOT引擎Matrix Science--
Proteome Discoverer 1.4软件----
高糖DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素和链霉素----
CCK-8试剂盒TransGen--
IL-6、IL-1β和TNF-α ELISA试剂盒MULTI sciences--
二氢乙啶Biosharp--
JC-1染料Biosharp--
Annexin V PE/7AAD凋亡检测试剂盒BD Biosciences--
RIPA裂解缓冲液----
蛋白酶抑制剂混合物----
磷酸酶抑制剂混合物----
抗β-actin抗体SinoBiological100166-MM10
抗GRP78抗体CST3183S
抗PERK抗体CST3192S
抗p-PERK抗体CST3179S
抗ATF4抗体CST11815S
抗Bax抗体CST2772T
抗IGF-1抗体Abcamab223567
抗CHOP抗体CST2895S
HRP标记的二抗(山羊抗兔IgG、山羊抗小鼠IgG)Abcamab205719, ab205718
增强化学发光试剂盒----
凝胶成像系统BioRad--
GraphPad Prism 9.3.0GraphPad Software--

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
动物模型建立
大鼠品系、性别、年龄、体重;高脂饮食时长;STZ剂量、注射次数和途径;血糖阈值;神经传导速度减慢标准;对照组处理
阅读提示:Materials and methods: Experimental animals and models
药物干预
CQYG剂量(低、中、高)和给药方式;TMAO剂量;给药起始时间、持续时间和频率;对照组设置
阅读提示:Materials and methods: Treatment
细胞模型
细胞系(RSC96);培养条件(DMEM高糖、FBS浓度、抗生素);高糖浓度和处理时间;CQYG预处理浓度和时间;TMAO浓度;分组设置
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and treatment
功能检测
von Frey测试和热板测试环境参数(笼子尺寸、温度、时间);反应时间记录方法
阅读提示:Materials and methods: Behavioral test
病理形态学
组织固定方法(甲醛或戊二醛);切片厚度;染色方法(HE、LFB、TUNEL)及试剂品牌;电镜样品处理步骤(锇酸固定、脱水、包埋、切片厚度、染色)
阅读提示:Materials and methods: HE and luxol fast blue staining, TUNEL staining, Transmission electron microscopy
生化指标检测
检测指标(Glu、MDA、SOD、CAT、GSH、NO);试剂盒品牌;样本类型(血清)
阅读提示:Materials and methods: Biochemical indexes detection
蛋白质组学分析
样本数量(每组3个);蛋白提取方法;酶解条件;TMT标记试剂;LC-MS/MS参数(仪器、色谱柱、梯度、扫描参数);数据处理软件;差异蛋白筛选阈值(P<0.05)
阅读提示:Materials and methods: TMT labeling, LC-MS/MS analysis, Bioinformatic analysis
蛋白表达验证
裂解液成分;抗体来源、稀释比;内参(β-actin);显色方法;图像分析
阅读提示:Materials and methods: Western blot