HMGB1-A box通过HMGB1/TLR-4/NF-κB信号在急性肝衰竭小鼠模型中抑制炎症性肝损伤

Inhibition of inflammatory liver injury by the HMGB1-A box through HMGB1/TLR-4/NF-κB signaling in an acute liver failure mouse model.

作者信息Lidan Luo, Shuai Wang, Bohao Chen, Mei Zhong, Ruili Du, ChunShan Wei, Furong Huang, Xinhui Kou, Yufeng Xing, Guangdong Tong
PMID36313316
发布时间2022-10-14
DOI10.3389/fphar.2022.990087

实验完整度

高

包含小鼠体内模型和细胞体外模型两个独立证据层级,并通过H&E、Masson染色、免疫组化、Western blot、ELISA、MTT和共聚焦显微镜进行功能与机制验证。

主要模型

LPS/D-GalN诱导的BALB/c小鼠急性肝衰竭模型 LPS处理的Huh7人肝癌细胞系

重点核对

LPS/D-GalN诱导小鼠模型:LPS剂量10 μg/kg,D-GalN剂量600 mg/kg,腹腔注射,观察时间点3、12、24小时 HMGB1-A box处理:小鼠剂量400 μg,腹腔注射,于造模前1小时给药 Huh7细胞LPS处理浓度:1000 ng/ml,处理时间3、9、16、24、48小时 Huh7细胞HMGB1-A box处理浓度:50或100 ng/ml,与LPS共处理24小时 样本量:动物和细胞实验均重复3次(n=3)

摘要

我们旨在研究高迁移率族蛋白B1(HMGB1)-A box的预防作用及其通过抑制HMGB1的细胞外释放减轻急性肝衰竭(ALF)炎症损伤的机制。BALB/c小鼠腹腔注射LPS/D-GalN建立ALF小鼠模型。在建立ALF小鼠模型前1小时腹腔注射HMGB1-A box。通过免疫组织化学、蛋白质印迹和酶联免疫吸附测定(ELISA)检测肝组织和/或血清中细胞外释放的HMGB1、TLR-4/NF-κB信号分子、促炎细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6和COX-2的水平。在Huh7细胞中,通过共聚焦显微镜、蛋白质印迹和ELISA检测LPS和/或HMGB1-A box处理后细胞外释放的HMGB1、TLR-4/NF-κB信号分子和促炎细胞因子的水平。在ALF小鼠模型中,肝和血清中HMGB1的水平显著升高,TLR-4/NF-κB信号分子和促炎细胞因子也上调。值得注意的是,HMGB1-A box可以逆转这些变化。HMGB1-A box在LPS诱导的Huh7细胞中也能引起这些变化。HMGB1-A box通过调节LPS/D-GalN诱导的ALF小鼠模型中的HMGB1/TLR-4/NF-κB信号传导,抑制炎症性肝损伤,发挥保护作用,这可能与抑制HMGB1的细胞外释放有关。

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
HMGB1-A box是否通过抑制HMGB1的细胞外释放来减轻LPS/D-GalN诱导的急性肝衰竭中的炎症性肝损伤?
核心机制
HMGB1-A box通过抑制HMGB1从细胞核向细胞外的释放,下调TLR-4/NF-κB信号通路,减少促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)和COX-2的表达,从而减轻炎症性肝损伤。
主要证据
在LPS/D-GalN诱导的ALF小鼠模型中,HMGB1-A box预处理降低了肝组织和血清中HMGB1水平、TLR-4、NF-κB和MyD88的表达以及血清促炎因子水平;在LPS处理的Huh7细胞中,HMGB1-A box共处理减少了细胞外HMGB1释放、TLR-4/NF-κB信号分子表达和促炎因子水平,并恢复了细胞活力。
研究意义
HMGB1-A box可能作为HMGB1的特异性拮抗剂,为急性肝衰竭的治疗提供新的策略和理论依据。

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LPS/D-GalN诱导的ALF小鼠模型

模拟急性肝衰竭的病理状态,评估肝损伤和炎症反应。

BALB/c小鼠腹腔注射LPS(10 μg/kg)和D-GalN(600 mg/kg),分别于3、12、24小时后处死,收集血清和肝组织。

2

HMGB1-A box预处理

验证HMGB1-A box对ALF小鼠模型的保护作用。

在造模前1小时腹腔注射HMGB1-A box(400 μg),24小时后处死小鼠,评估肝损伤和炎症指标。

3

肝组织病理学检查

评估肝组织坏死、炎症细胞浸润和纤维化程度。

肝组织固定、包埋、切片后,进行H&E和Masson染色,显微镜下观察。

4

检测HMGB1表达和释放

检测HMGB1在肝组织和血清中的表达及细胞外释放。

使用免疫组化检测肝组织中HMGB1定位,Western blot检测肝组织和血清中HMGB1水平。

5

检测TLR-4/NF-κB信号通路和促炎因子

评估炎症信号通路和促炎因子的变化。

Western blot检测肝组织中TLR-4、NF-κB和MyD88的表达,ELISA检测血清中TNF-α、IL-1β、IL-6和COX-2水平。

6

LPS处理的Huh7细胞模型

在体外验证LPS诱导的炎症和HMGB1释放。

Huh7细胞用LPS(1000 ng/ml)处理不同时间,检测细胞活力、促炎因子、HMGB1表达和释放。

7

HMGB1-A box在Huh7细胞中的保护作用

验证HMGB1-A box对LPS诱导的细胞凋亡和炎症的抑制作用。

Huh7细胞与LPS(1000 ng/ml)和HMGB1-A box(50或100 ng/ml)共处理24小时,检测细胞活力、促炎因子、HMGB1释放和TLR-4/NF-κB信号。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证免疫效应

产品清单

实验环节名称品牌货号
脂多糖(大肠杆菌0111:B4)Sigma-AldrichL4391
D-半乳糖胺Sigma-AldrichG0500
HMGB1-A boxHMGBiotechHM-014
显微镜(Axio Imager M2)Carl Zeiss--
抗HMGB1抗体Abcamab18256
抗兔IgGAbcamab6721
多参数分析仪(AU 5400)Olympus--
DMEM培养基GibcoC11995500BT
胎牛血清Gibco10099141C
青霉素-链霉素Gibco15140122
核质提取试剂Thermo Fisher Scientific78835
噻唑蓝四唑溴化物SigmaM2128
二甲基亚砜SigmaD4540
罗丹明标记的抗兔IgGJackson ImmunoRes Lab143572
DAPISouthern Biotech0100-20
Zeiss LSM 700激光扫描共聚焦显微镜Carl Zeiss--
TNF-α、IL-1β、IL-6、COX-2 ELISA试剂盒Shanghai Jianglai Biological Technology--
Pierce™ BCA蛋白测定试剂盒Thermo Fisher Scientific23227
抗β-actin抗体Cell Signaling Technology4970
抗白蛋白抗体Abcamab207327
抗NF-κB抗体Abcamab16502
抗TLR-4抗体Abcamab13556
抗MyD88抗体Abcamab219413
抗lamin B抗体Santa Cruz Biotechnologysc-6216
ECL检测试剂Thermo Fisher Scientific32106

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
LPS和D-GalN的剂量、给药途径(腹腔注射)、小鼠品系(BALB/c)、周龄和体重、观察时间点(3、12、24小时)
阅读提示:参见Materials and methods 'LPS/D-GalN-induced ALF mouse model and high mobility group box 1-A box administration'
HMGB1-A box预处理
HMGB1-A box的剂量(400 μg)、给药途径(腹腔注射)和给药时间(造模前1小时)
阅读提示:参见Materials and methods 'LPS/D-GalN-induced ALF mouse model and high mobility group box 1-A box administration'
细胞培养和处理
Huh7细胞来源、培养条件(DMEM+10%FBS+1%青霉素-链霉素,5%CO2,37℃)、LPS浓度(1000 ng/ml)、处理时间(3-48小时)、HMGB1-A box浓度(50或100 ng/ml)和共处理时间(24小时)
阅读提示:参见Materials and methods 'Cell culture'和'Treatment with LPS and high mobility group box 1-A box'
分子检测
Western blot中使用的抗体及其稀释度、ELISA试剂盒品牌、免疫组化抗体稀释度
阅读提示:参见Materials and methods 'Immunohistochemistry'、'Western blotting'和'Enzyme-linked immunosorbent assay'