五没食子酰葡萄糖通过调节cGAS-STING通路减轻对乙酰氨基酚诱导的急性肝损伤

Pentagalloylglucose alleviates acetaminophen-induced acute liver injury by modulating inflammation via cGAS-STING pathway.

作者信息Congyang Zheng, Yuanyuan Chen, Tingting He, Ye Xiu, Xu Dong, Xianling Wang, Xinru Wen, Chengwei Li, Qing Yao, Simin Chen, Xiaoyan Zhan, Lili Gao, Zhaofang Bai
PMID39333876
期刊Mol Med
发布时间2024-09-27
DOI10.1186/s10020-024-00924-6

实验完整度

体外多种细胞模型(BMDMs、THP-1、PBMCs)验证通路抑制,结合体内DMXAA模型与AILI小鼠模型,涵盖功能与机制验证。

主要模型

骨髓源性巨噬细胞(BMDMs) THP-1细胞 外周血单核细胞(PBMCs) 对乙酰氨基酚诱导的急性肝损伤小鼠模型 DMXAA诱导的STING激活小鼠模型

重点核对

细胞类型:BMDMs、THP-1、PBMCs PGG预处理浓度:5、10、20 μM及时间1 h STING激动剂:ISD、2'3'-cGAMP、DMXAA、diABZI 动物模型:8周龄C57BL/6小鼠,APAP 400 mg/kg腹腔注射,PGG 20和40 mg/kg处理1 h后,24 h取材 关键检测:p-IRF3、p-STING蛋白水平,IFN-β、TNF-α、IL-6等基因表达

摘要

背景:cGAS-STING通路是先天免疫系统的重要组成部分,在对乙酰氨基酚诱导的肝损伤(AILI)中发挥重要作用。五没食子酰葡萄糖(PGG)是一种天然多酚类化合物,具有抗癌、抗氧化、抗炎和保肝等多种有益作用;然而,它是否可用于治疗AILI及其具体机制尚不清楚。材料与方法:建立细胞培养模型,使用蛋白质印迹(WB)、实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)、免疫荧光(IF)和免疫沉淀(IP)等多种技术研究PGG对cGAS-STING通路激活的影响。通过建立二甲基呫吨酮乙酸(DMXAA)介导的激活模型,在体内研究了PGG的作用。采用AILI模型,通过检测AILI小鼠的肝功能指标、肝脏组织病理学和cGAS-STING通路相关指标,评价PGG的保肝和治疗作用。结果:PGG在体外阻断了骨髓源性巨噬细胞(BMDMs)、THP-1细胞和外周血单核细胞(PBMCs)中cGAS-STING通路的激活。此外,在DMXAA诱导的体内实验中,PGG抑制了I型干扰素(IFN-I)的产生和炎症因子的分泌。此外,PGG还降低了血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)和碱性磷酸酶(ALP)的水平,改善了肝组织损伤和细胞凋亡,并抑制了对乙酰氨基酚引起的cGAS-STING通路激活。在机制方面,PGG破坏了STING与TBK1之间的连接。结论:PGG通过阻断cGAS-STING通路对AILI发挥保护作用,为治疗提供了有前景的策略。

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
PGG是否能够治疗对乙酰氨基酚诱导的急性肝损伤(AILI)及其具体机制。
核心机制
PGG通过阻断STING与TBK1之间的相互作用,抑制cGAS-STING通路的激活,从而减少I型干扰素和炎症因子的产生,减轻肝脏损伤。
主要证据
体外实验显示PGG抑制多种STING激动剂诱导的IRF3和STING磷酸化及下游基因表达;免疫沉淀证实PGG阻断STING与TBK1结合;AILI小鼠模型中PGG降低血清ALT、AST、ALP水平,改善肝组织病理和凋亡,并抑制cGAS-STING通路激活。
研究意义
该研究揭示了PGG保护AILI的新机制,为治疗AILI提供了新策略。

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

体外评价PGG对cGAS-STING通路激活的抑制作用

确定PGG是否能抑制cGAS-STING通路激活。

在BMDMs、THP-1和PBMCs中,用PGG预处理1小时,然后使用STING激动剂(ISD、2'3'-cGAMP、DMXAA、diABZI)刺激,检测STING和IRF3磷酸化水平及下游基因(IFN-β、TNF-α、IL-6、ISG15、CXCL10)的表达。

2

探究PGG抑制cGAS-STING通路的分子机制

确定PGG作用于cGAS-STING通路的哪个环节。

检测PGG对2'3'-cGAMP水平、STING寡聚化、STING向高尔基体转位、P65和IRF3核转位的影响,并通过免疫沉淀检测STING、TBK1、IRF3之间的相互作用。

3

体内验证PGG对STING通路激活的抑制作用

验证PGG在体内是否抑制STING通路及炎症反应。

使用DMXAA诱导小鼠STING激活,给予PGG预处理,检测血清和腹腔灌洗液中IFN-β、TNF-α和IL-6的水平。

4

评价PGG对对乙酰氨基酚诱导的急性肝损伤的保护作用

评估PGG对AILI的疗效。

建立AILI小鼠模型,给予PGG或STING抑制剂C-176,检测肝功能指标(ALT、AST、ALP)、肝组织病理(HE、TUNEL)、氧化应激指标(MDA、GSH、SOD)。

5

验证PGG在AILI模型中抑制cGAS-STING通路

确认PGG在AILI中通过抑制cGAS-STING通路发挥保护作用。

在AILI小鼠肝组织中检测2'3'-cGAMP水平、cGAS-STING通路相关基因表达及STING蛋白水平;在AML12细胞中检测细胞质mtDNA水平。

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
五没食子酰葡萄糖MCEHY-N0527
对乙酰氨基酚MCEHY-66005
C-176MCEHY-112906
二甲基呫吨酮乙酸MCEHY-10964
DMEM培养基BosterPYG0074
胎牛血清VazymeF101-01
青霉素/链霉素macgeneccoo4
巨噬细胞集落刺激因子MCEHY-P7085
THP-1细胞系ProcellCL-0233
HEK-293细胞ProcellCL-0001
HEK-293T细胞ProcellCL-0005
AML12细胞ProcellCL-0602
细胞计数试剂盒-8MCEHY-K0301
抗FLAG® M2亲和凝胶MilporeSigmaA2220
山羊抗兔IgG-Alexa Fluor 594gene-protein LinkP03S16S
山羊抗兔IgG-Alexa Fluor 488gene-protein LinkP03S14S
Hoechst 33258染色液Sangong BiotechE607301-0005
兔抗STING抗体Proteintech80165-1-RR
小鼠抗GM130抗体Proteintech66662-1-Ig
兔抗IRF3抗体CST11904S
兔抗P65抗体CST8242S
化学发光试剂盒SolarbioYA0372-1pk
p-IRF3抗体GeneTexGTX86691
p-IRF3抗体Abcamab76493
p-STING抗体Proteintech19851-1-AP
IRF3抗体Abcamab68481
HSP90抗体Proteintech13171-1-AP
Taq Pro通用SYBR qPCR预混液VazymeQ712-02
HiScript II Q RT SuperMixVazymeR223-01
ALT检测试剂盒Nanjing JianchengC009-2-1
AST检测试剂盒Nanjing JianchengC010-2-1
ALP检测试剂盒Nanjing JianchengC059-2-2
MDA检测试剂盒ElabscienceE-BC-K025-M
GSH检测试剂盒ElabscienceE-BC-K030-M
SOD检测试剂盒ElabscienceE-BC-K020-M
IFN-β ELISA试剂盒DAKEWE1210602
IL-6 ELISA试剂盒DAKEWE1217202
2'3'-cGAMP竞争性ELISA试剂盒Cayman Chemical501700
Qiagen DNeasy血液和组织试剂盒QIAGEN69504

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
体外细胞实验
细胞来源(BMDMs来自雌性C57BL/6小鼠,THP-1、PBMCs来源),培养条件(培养基、血清浓度),PGG浓度(5、10、20 μM),预处理时间1小时,STING激动剂种类及浓度(ISD、2'3'-cGAMP、DMXAA、diABZI),刺激时间(2小时或4小时)
阅读提示:Materials and Methods - Cells;Results 相关图注(Fig.1, Fig.2)
体外机制实验
HEK-293/293T细胞转染质粒类型(Flag-STING, Flag-IRF3, Flag-TBK1, HA-vector等),转染时间(12或24小时),PGG处理浓度(20 μM)及时间(6小时),免疫沉淀孵育时间(4小时)
阅读提示:Materials and Methods - Overexpression, Immunoprecipitation;Results - Fig.3
DMXAA体内模型
小鼠品系(8周龄C57BL/6),PGG剂量(20、40 mg/kg)腹腔注射,1小时后DMXAA注射(25 mg/kg),4小时后取材,检测血清和腹腔灌洗液中IFN-β、TNF-α、IL-6水平
阅读提示:Materials and Methods - Animals;Results - Fig.4
AILI小鼠模型
小鼠品系(8周龄雄性或雌性C57BL/6,具体性别未明确),禁食水12小时,APAP剂量(400 mg/kg)腹腔注射,1小时后PGG(20、40 mg/kg)或C-176(15 mg/kg)处理,24小时后取材,检测肝功能、组织病理、氧化应激和cGAS-STING通路指标
阅读提示:Materials and Methods - Animals;Results - Fig.5, Fig.6
AML12细胞实验
细胞密度(5×10^5 cells/mL),APAP浓度(10 mM),PGG浓度(20 μM),处理时间(24小时),细胞质分离方法,mtDNA检测(ND1基因)
阅读提示:Materials and Methods - Detection of mtDNA in cytosolic extracts;Results - S6