基于NF-κB和JNK激活调控的查尔酮类似物作为抗炎药物的鉴定

Identification of chalcone analogues as anti-inflammatory agents through the regulation of NF-κB and JNK activation.

作者信息Die Zhang, Wenping Wang, Huiping Ou, Jinhua Ning, Yingxun Zhou, Jin Ke, Anguo Hou, Linyun Chen, Peng Li, Yunshu Ma, Wen Bin Jin
PMID38911149
发布时间2024-04
DOI10.1039/d4md00011k

实验完整度

包含体外细胞实验(NO、ELISA、Western blot、RT-qPCR、ROS)和分子对接,但缺少动物模型和患者样本验证。

主要模型

LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞

重点核对

RAW264.7细胞培养条件(DMEM含10%FBS和1%青霉素/链霉素,37°C,5% CO2) LPS刺激浓度:1 μg mL−1 化合物预处理浓度:2.5-40 μM NO抑制实验:细胞密度100,000/孔,预处理2h,LPS刺激24h Western blot检测iNOS和COX-2蛋白表达

摘要

为了开发具有更好药理学特性的新型抗炎药物,设计并合成了一系列查尔酮类似物。通过筛选这些化合物对RAW264.7细胞系中NO产生的抑制作用,评估了其体外抗炎活性。选取最有前景的化合物3h和3l,通过评估其对TNF-α、IL-1β和IL-6等细胞因子以及PGE2释放的剂量依赖性抑制活性,进行进一步研究。进一步研究表明,3h和3l可通过NF-κB/JNK信号通路显著抑制iNOS和COX-2的表达。此外,化合物3h和3l还能显著抑制炎症相关基因的mRNA表达。同时,3h还能下调ROS的产生。进行了对接模拟,将化合物3h和3l定位到iNOS结合位点,以预测可能的结合模式。总之,通过计算机快速预测获得的一系列具有合理药物相似性的查尔酮类似物可作为有前景的先导候选物。

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
查尔酮类似物是否具有抗炎活性及其作用机制。
核心机制
化合物3h和3l通过抑制NF-κB p65和JNK的磷酸化,下调炎症相关基因和蛋白表达。
主要证据
在LPS诱导的RAW264.7细胞中,3h和3l剂量依赖性抑制NO、TNF-α、IL-1β、IL-6和PGE2的产生,降低iNOS和COX-2的表达,并通过Western blot证实NF-κB/JNK信号通路被抑制。
研究意义
该系列查尔酮类似物具有合理的药物相似性,可作为抗炎药物开发的先导化合物。

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

化合物合成

制备查尔酮和双氢查尔酮类似物,用于抗炎活性筛选。

通过Claisen-Schmidt缩合反应合成查尔酮3a-n,再经钯碳催化氢化还原得到双氢查尔酮4a-n。

2

NO抑制活性筛选

初步评估查尔酮类似物对LPS诱导的RAW264.7细胞NO产生的抑制作用,并筛选活性化合物。

RAW264.7细胞以100,000细胞/孔接种于24孔板,培养36小时后,用20 μM化合物预处理2小时,再与1 μg/mL LPS共孵育24小时,用Griess试剂检测NO。

3

细胞因子和炎症介质检测

评估化合物3h和3l对LPS诱导的TNF-α、IL-1β、IL-6和PGE2产生的剂量依赖性抑制作用。

用不同浓度(2.5, 5, 10, 20, 40 μM)的3h和3l预处理RAW264.7细胞2小时,随后用1 μg/mL LPS刺激24小时,通过ELISA检测上清中细胞因子和PGE2水平。

4

Western blot检测蛋白表达

评估化合物3h和3l对LPS诱导的iNOS和COX-2蛋白表达以及NF-κB和JNK信号通路的影响。

RAW264.7细胞用不同浓度(10, 20, 40 μM)的3h或3l预处理2小时,再与1 μg/mL LPS共孵育(24小时用于iNOS/COX-2;2小时用于p65/JNK磷酸化),然后裂解细胞,用Western blot检测蛋白水平。

5

RT-qPCR检测mRNA表达

评估化合物3h和3l对LPS诱导的炎症相关基因TNF-α、IL-1β、IL-6、iNOS和COX-2 mRNA表达的影响。

用不同浓度(5, 10, 20 μM)的3h或3l预处理RAW264.7细胞2小时,再用1 μg/mL LPS刺激6小时,提取总RNA进行RT-qPCR分析。

6

ROS检测

评估化合物3h对LPS诱导的RAW264.7细胞ROS产生的影响。

RAW264.7细胞用不同浓度(10, 20, 40 μM)的3h预处理2小时,再用1 μg/mL LPS刺激24小时,使用H2DCFDA探针和实时单细胞多模式分析仪检测ROS水平。

7

分子对接

预测化合物3h和3l与iNOS蛋白的结合模式。

使用Autodock Vina软件,将3h和3l对接到iNOS晶体结构(PDB ID: 1r35)的活性位点,并分析结合亲和力和相互作用。

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培养基Gibco--
胎牛血清Viva Cell--
青霉素/链霉素Viva Cell--
Griess试剂BeyotimeS0021M
TNF-α ELISA试剂盒NeobioscienceEMC102a
IL-6 ELISA试剂盒Multi SciencesEK306/3-96
IL-1β ELISA试剂盒Multi Sciences514010
PGE2 ELISA试剂盒Cayman Chemical514010
BCA蛋白检测试剂盒ProteintechPK10026
ECL化学发光检测试剂盒ProteintechPK10003
总RNA提取试剂盒Solarbio--
PrimeScript RT预混液Takara--
GOTaq qPCR预混液Promega--
StepOnePlus实时荧光定量PCR仪Thermo Fisher--
Biometra Tadvanced 96 SGAnalytik Jena--
2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯ProteintechCM01378
CCK-8试剂NCM BiotechnologyC6005
酶标仪(Synergy HTX)Bio-Tek--
Autodock Vina----
PyMOL----

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
细胞培养
RAW264.7细胞培养条件(DMEM+10%FBS+1%青霉素/链霉素,5% CO2,37°C)
阅读提示:Methods 2.1 Cell line and culture
NO检测
细胞密度100,000/孔,化合物预处理浓度20 μM,预处理时间2小时,LPS浓度1 μg/mL,刺激24小时;Griess试剂检测,波长540 nm
阅读提示:Methods 2.3 Nitric oxide (NO) assay; Figure 2A and 3 legend
细胞因子检测
化合物浓度2.5-40 μM,预处理2小时,LPS 1 μg/mL刺激24小时;使用TNF-α、IL-1β、IL-6 ELISA试剂盒
阅读提示:Methods 2.4 ELISA; Figure 4 legend
Western blot
化合物浓度10, 20, 40 μM,预处理2小时;LPS刺激时间:iNOS/COX-2为24小时,p65/JNK磷酸化为2小时;抗体信息需查阅方法部分或补充材料
阅读提示:Methods 2.5 Western blot assay; Figure 5和图8 legend
RT-qPCR
化合物浓度5, 10, 20 μM,预处理2小时;LPS 1 μg/mL刺激6小时;内参基因GAPDH或β-actin
阅读提示:Methods 2.6 Real-time quantitative PCR; Figure 6 legend
ROS检测
化合物浓度10, 20, 40 μM,预处理2小时;LPS 1 μg/mL刺激24小时;H2DCFDA浓度50 μM,孵育30分钟
阅读提示:Methods 2.7 ROS measurements; Figure 9 legend