黄芪甲苷IV通过抑制CD36介导的NLRP3炎症小体激活减轻糖尿病肾病大鼠肾小管损伤

Astragaloside IV attenuates renal tubule injury in DKD rats via suppression of CD36-mediated NLRP3 inflammasome activation.

作者信息Xianhong Li, Xin Dong, Liangyou Zhang, Shu Zhang, Weiying Huang, Chao Wang, Zhihao Huo, Xin Li, Xiwen Zhang, Xiaotong Jia, Gangyi Chen, Bin Kuang
PMID38572426
发布时间2024-03-15
DOI10.3389/fphar.2024.1285797

实验完整度

包含体内DKD大鼠模型和体外PA诱导HK-2细胞模型,并进行了CD36过表达功能验证及机制研究。

主要模型

链脲佐菌素联合高脂饮食诱导的DKD大鼠模型 PA诱导的HK-2人肾近端肾小管上皮细胞

重点核对

DKD大鼠模型:雄性SD大鼠,高脂饮食联合链脲佐菌素,空腹血糖>16.7 mmol/L AS-IV给药剂量:20、40、80 mg/kg/day,灌胃,持续12周 HK-2细胞PA浓度:400 mM,AS-IV浓度:20、40、80 μM CD36过表达:通过慢病毒载体(腺病毒)转染HK-2细胞

摘要

背景:近年来,糖尿病肾病已成为导致终末期肾病的重要因素。肾小管间质炎症和脂质积累已被确定为DKD发展的关键因素。早期研究表明,黄芪甲苷IV可减轻炎症和氧化应激,控制脂质积累,并对肾脏提供保护。然而,其保护作用的机制尚未完全阐明。目的:本研究的主要目的是探讨AS-IV对DKD的保护作用,并研究其潜在机制,涉及CD36、活性氧、NLR家族吡啉结构域蛋白3和白细胞介素-1β。方法:通过给予链脲佐菌素和高脂饮食建立DKD大鼠模型。随后,用AS-IV处理DKD大鼠和棕榈酸诱导的HK-2细胞。阿托伐他汀作为阳性对照。为了评估AS-IV对DKD的治疗效果,进行了血糖水平、血脂谱、肾功能和组织病理学检查。通过蛋白质印迹分析、PCR和流式细胞术检测CD36、ROS、NLRP3、Caspase-1和IL-1β的水平。此外,通过腺病毒介导的CD36过表达进行体外实验以探索潜在机制。结果:体内实验表明,AS-IV显著降低DKD大鼠的高血糖、血脂异常、尿白蛋白排泄和血清肌酐水平。此外,它改善了肾脏结构异常,并抑制了CD36、NLRP3、IL-1β、TNF-α和MCP-1的表达。体外实验表明,AS-IV降低了PA诱导的HK-2细胞中CD36表达、脂质积累和脂质ROS产生,同时抑制了NLRP3激活和IL-1β分泌。结论:AS-IV通过抑制CD36介导的脂质积累和NLRP3炎症小体激活,减轻了DKD大鼠的肾小管间质炎症和肾小管上皮细胞凋亡。

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
AS-IV对DKD大鼠肾小管损伤的保护作用及其潜在机制是否涉及CD36介导的NLRP3炎症小体激活。
核心机制
AS-IV通过抑制CD36表达,减少脂质积累和ROS产生,从而抑制NLRP3炎症小体激活,降低IL-1β分泌,减轻肾小管间质炎症。
主要证据
体内实验显示AS-IV降低DKD大鼠血糖、血脂、尿蛋白和血清肌酐,改善肾病理;体外实验中AS-IV抑制PA诱导的HK-2细胞CD36表达、脂质积累和NLRP3激活,CD36过表达逆转其保护作用。
研究意义
研究为AS-IV保护肾小管提供新的机制见解,可能有助于开发DKD的新治疗策略。

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

DKD大鼠模型建立与AS-IV治疗

建立DKD大鼠模型,评估AS-IV对DKD的体内保护作用。

SD大鼠给予高脂饮食并注射链脲佐菌素建立DKD模型,分组后灌胃给予AS-IV(20、40、80 mg/kg/day)或阿托伐他汀(10 mg/kg)12周,检测血糖、血脂、肾功能和肾脏病理。

2

肾脏病理及损伤标志物检测

评估AS-IV对DKD大鼠肾小管损伤和炎症的影响。

通过H&E、PAS和Masson染色观察肾组织病理,Western blot检测KIM-1、NGAL、L-FABP等损伤标志物,免疫荧光检测NLRP3表达,RT-qPCR检测炎症因子mRNA水平。

3

体外PA诱导HK-2细胞模型及AS-IV处理

研究AS-IV对PA诱导的肾小管上皮细胞损伤的保护作用及其机制。

HK-2细胞用400 mM PA处理,并用不同浓度AS-IV(20、40、80 μM)干预,检测细胞活力、NLRP3炎症小体激活、CD36表达、脂质积累和ROS产生。

4

CD36过表达功能验证

验证AS-IV的保护作用是否通过抑制CD36发挥。

通过慢病毒载体介导CD36过表达,在PA诱导的HK-2细胞中,观察CD36过表达对AS-IV抑制脂质积累、ROS产生和NLRP3炎症小体激活的影响。

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
DMEM/F12培养基biosharpBL305A
胎牛血清Gibco10100147
青霉素-链霉素Gibco10100147
链脲佐菌素Sigma-AldrichS0130
棕榈酸Sigma-AldrichP5585
黄芪甲苷IVNanjing Chunqiu Bioengineering Co., Ltd.--
阿托伐他汀The First Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine--
RIPA裂解液BeyotimeP0013D
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010S
5×上样缓冲液Fdbio scienceFD002
增强化学发光试剂MilliporeWBKLS0500
Clarity Max™蛋白质印迹ECL底物Bio-Rad1705062
抗NLRP3抗体Proteintech27458-1-AP
抗CD36抗体Proteintech18836-1-AP
抗ASC抗体Proteintech10500-1-AP
抗裂解caspase-1抗体Proteintech81482-1-RR
抗裂解IL-1β抗体ProteintechAF4006
抗裂解GSDMD抗体Proteintech36425
抗GSDMD抗体Proteintech39757
抗KIM-1抗体Abcamab78494
抗L-FABP抗体Proteintech13626-1-AP
抗NGAL抗体Proteintech26991-1-AP
抗α-微管蛋白抗体Proteintech11224-1-AP
TRIzol试剂MRCQP020
FastKing逆转录试剂盒TIANGENKR116
CFX Connect实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
CCK-8试剂盒MIKX--
罗氏全自动生化分析仪RocheCobas c702
大鼠微量白蛋白尿ELISA试剂盒--CSB-E12991r
肌酐测定试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC011-2-1
油红O染色试剂盒SolarbioG1262
MitoSox Red线粒体超氧化物指示剂Thermo Fisher ScientificM36008
FACSCalibur流式细胞仪BD--

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
高脂饮食和链脲佐菌素剂量,空腹血糖大于16.7 mmol/L确认糖尿病
阅读提示:Methods 2.2 Animal grouping and DKD model establishment
药物处理
AS-IV给药剂量(20、40、80 mg/kg)及给药方式(灌胃),阿托伐他汀剂量10 mg/kg
阅读提示:Methods 2.2 Animal grouping and DKD model establishment
细胞实验
HK-2细胞培养条件,PA浓度400 mM,AS-IV浓度(20、40、80 μM),处理时间
阅读提示:Methods 2.5 Cell culture and transfection, Methods 2.6 Cytotoxicity test
CD36过表达
慢病毒载体种类、转染方法、转染效率验证
阅读提示:Methods 2.5 Cell culture and transfection
检测方法
Western blot抗体稀释比例、PCR引物序列、ROS检测染料浓度及孵育时间
阅读提示:Methods 2.8, 2.9, 2.10