抑制Dectin-1通过减轻脑出血后NLRP3炎症小体介导的焦亡缓解神经炎症损伤:初步研究结果

Inhibition of Dectin-1 Alleviates Neuroinflammatory Injury by Attenuating NLRP3 Inflammasome-Mediated Pyroptosis After Intracerebral Hemorrhage in Mice: Preliminary Study Results.

作者信息Zhiquan Ding, Zhenzhong Zhong, Jun Wang, Run Zhang, Jinlian Shao, Yulong Li, Guiwei Wu, Huiru Tu, Wen Yuan, Haitao Sun, Qinghua Wang
PMID36274828
发布时间2022-10-19
DOI10.2147/JIR.S384020

实验完整度

高

包含体内ICH模型和体外BV2小胶质细胞模型,并进行了功能验证(神经行为、脑水肿)和机制验证(NLRP3炎症小体、GSDMD-N)

主要模型

C57BL/6小鼠ICH模型 BV2小胶质细胞体外模型

重点核对

使用雄性C57BL/6小鼠(10-12周龄,25-30g)建立胶原酶诱导ICH模型 昆布多糖剂量为450 mg/kg(腹腔注射,术后1h首次给药,随后每日一次) 体外实验中BV2细胞用LPS(1 μg/mL)刺激,昆布多糖(300 μg/mL)预处理1小时 检测时间点:体内实验在ICH后3天和7天进行神经行为和脑含水量评估,分子检测在3天进行 统计方法采用单因素方差分析(ANOVA)和LSD或Tamhane's T2检验

摘要

背景:神经炎症在脑出血(ICH)后起重要作用。NLRP3炎症小体介导的焦亡是神经炎症的机制之一。据报道,树突状细胞相关C型凝集素-1(Dectin-1)激活可触发神经系统疾病的炎症。然而,Dectin-1在ICH后NLRP3炎症小体介导的焦亡中的作用仍不清楚。在此,我们旨在探讨Dectin-1对ICH后NLRP3炎症小体介导的焦亡和神经炎症的影响。方法:使用成年雄性C57BL/6小鼠建立ICH模型。给予昆布多糖(laminarin),一种Dectin-1抑制剂,进行干预。通过Western blot和免疫荧光评估Dectin-1的表达。检测脑含水量和神经行为功能以评估脑水肿和神经功能。通过Western blot评估GSDMD-N的水平。使用ELISA试剂盒测量IL-1β和IL-18的水平。通过qRT-PCR和Western blot评估NLRP3炎症小体、IL-1β和IL-18的表达。结果:ICH后Dectin-1的表达增加,且Dectin-1在小胶质细胞上表达。此外,通过昆布多糖抑制Dectin-1可减轻ICH后的脑水肿和神经功能损伤。此外,抑制Dectin-1降低了焦亡相关蛋白GSDMD-N和炎症细胞因子(IL-1β和IL-18)的表达。机制上,Dectin-1阻断抑制NLRP3炎症小体激活,从而在体内和体外通过减轻NLRP3炎症小体介导的焦亡缓解神经炎症损伤。结论:我们的研究表明,抑制Dectin-1通过减轻ICH后NLRP3炎症小体介导的焦亡来缓解神经炎症。

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
Dectin-1在脑出血后NLRP3炎症小体介导的焦亡和神经炎症中的作用及其机制。
核心机制
Dectin-1激活后诱导SYK磷酸化,进而激活NLRP3炎症小体,促进caspase-1活化,导致GSDMD-N形成和IL-1β、IL-18释放,介导小胶质细胞焦亡。
主要证据
体内ICH小鼠模型中,昆布多糖抑制Dectin-1降低了GSDMD-N、IL-1β和IL-18水平,抑制了NLRP3炎症小体激活,并改善了神经功能和脑水肿;体外LPS刺激的BV2细胞中,昆布多糖处理逆转了Dectin-1、p-SYK、NLRP3、ASC、caspase-1和GSDMD-N的上调。
研究意义
Dectin-1阻断可能是治疗脑出血患者的潜在方法。

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

检测Dectin-1在ICH后的时空表达

确定Dectin-1在ICH后脑组织中的表达变化和细胞定位。

通过Western blot检测ICH后不同时间点(12h、1d、3d、7d)脑组织Dectin-1蛋白水平;通过双重免疫荧光染色观察Dectin-1与小胶质细胞(Iba-1)、星形胶质细胞(GFAP)和神经元(NeuN)的共定位。

2

评估Dectin-1抑制对神经功能和脑水肿的影响

确定抑制Dectin-1是否能减轻ICH后的神经功能损伤和脑水肿。

通过腹腔注射不同剂量昆布多糖(50、150、450 mg/kg)干预ICH小鼠,在3d和7d进行改良Garcia评分、前肢放置测试、转角测试和脑含水量检测。

3

检测Dectin-1抑制对焦亡和炎症因子的影响

验证Dectin-1是否参与ICH后的焦亡和神经炎症。

在ICH后3d,通过Western blot检测GSDMD-N蛋白水平,通过ELISA检测IL-1β和IL-18浓度。

4

检测Dectin-1/SYK信号轴的激活

确定ICH后Dectin-1信号是否激活并诱导SYK磷酸化。

通过双重免疫荧光染色观察Dectin-1与SYK的共定位,通过qRT-PCR检测Dectin-1 mRNA水平,通过Western blot检测Dectin-1和p-SYK蛋白水平。

5

检测Dectin-1对NLRP3炎症小体激活的影响

确定Dectin-1是否通过激活NLRP3炎症小体触发焦亡。

在ICH后3d,通过qRT-PCR检测NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、IL-18的mRNA水平,通过Western blot检测NLRP3、ASC、cleaved caspase-1、proIL-1β、IL-1β、IL-18的蛋白水平。

6

体外验证Dectin-1对LPS诱导的小胶质细胞焦亡的影响

在体外验证Dectin-1激活是否通过NLRP3炎症小体介导小胶质细胞焦亡。

用LPS刺激BV2小胶质细胞,并用昆布多糖预处理,通过Western blot检测Dectin-1、p-SYK、NLRP3、ASC、procaspase-1、proIL-1β、cleaved caspase-1、IL-1β、GSDMD-N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
IV型胶原酶Sigma-Aldrich--
三溴乙醇----
昆布多糖Sigma-AldrichL9634
DMEM培养基----
青霉素-链霉素----
胎牛血清----
CCK-8检测试剂盒Fdbio Science--
酶标仪SYNERGY H1 BioTek--
RNA提取试剂盒Accurate BiotechnologyAG21102
Evo M-MLV逆转录试剂盒Accurate BiotechnologyAG11711
SYBR Green荧光染料Accurate BiotechnologyAG11701
Dectin-1抗体Abcamab140039
Iba-1抗体GnenTexGTX632426
GFAP抗体SigmaG3893
NeuN抗体Proteintech66836-1-Ig
SYK抗体Santa Cruz Biotechnologysc-1240
荧光显微镜Nikon--
IL-1β ELISA试剂盒NeobioscienceEMC001b
IL-18 ELISA试剂盒NeobioscienceEMC011
Dectin-1抗体Abcamab140039
NLRP3抗体Abcamab263899
ASC抗体Santa Cruz Biotechnologysc-33958
磷酸化SYK抗体Affinity BiosciencesAF3315
IL-18抗体Proteintech60070-1-Ig
GSDMD-N抗体Affinity BiosciencesAF4012
caspase-1抗体Proteintech22915-1-AP
β-actin抗体Beyotime BiotechnologyAF5003
IL-1β抗体Proteintech26048-1-AP
Bio-Rad分子成像仪Bio-Rad--

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
小鼠品系、性别、年龄、体重;ICH模型建立方法、胶原酶注射剂量、注射位点;假手术组处理
阅读提示:参见Materials and Methods中'Animals'和'ICH Model'部分
药物干预
昆布多糖剂量(450 mg/kg)、给药途径、给药时间(术后1h首次,每日一次)、给药周期
阅读提示:参见Materials and Methods中'Drug Administration'部分
体外实验
BV2小胶质细胞来源、培养条件、LPS浓度、昆布多糖浓度、处理时间
阅读提示:参见Materials and Methods中'Cell Culture'和'Drug Administration'部分
分子检测
蛋白样本取材部位(血肿周围区)、时间点(3d)、抗体稀释比例、ELISA试剂盒型号
阅读提示:参见Materials and Methods中'Western Blot'、'ELISA'、'Quantitative Real-Time PCR'部分
神经功能评估
检测时间点(3d、7d)、评分标准(改良Garcia评分、前肢放置测试、转角测试)、脑含水量测定方法
阅读提示:参见Materials and Methods中'Neurobehavioral Function Test'和'Brain Water Content'部分