二氢杨梅素通过调节KEAP1-Nrf2通路增强缺血皮瓣的存活

Dihydromyricetin regulates KEAP1-Nrf2 pathways to enhance the survival of ischemic flap.

作者信息Xianyao Tao, Xiaoyun Pan, Gang Zhao, Mingyu Xue, Yongjun Rui
PMID38873488
发布时间2024-02
DOI10.1002/fsn3.4049

实验完整度

高

包含小鼠随机皮瓣模型、体外分子对接、AAV介导的KEAP1过表达功能验证,以及组织学、蛋白和mRNA检测,证据层级独立且包含机制验证。

主要模型

C57BL/6J小鼠背部随机皮瓣模型 AAV-KEAP1过表达小鼠模型 HUVECs(提及,但非核心)

重点核对

DHM给药剂量:200 mg/kg/day,腹腔注射,每日一次 小鼠模型:雄性C57BL/6J,7-8周龄,体重20-30 g AAV-KEAP1注射:尾静脉注射9.19×10^10包装基因组颗粒,术前2周 皮瓣设计:1.5 cm × 4.5 cm,背部随意皮瓣 统计方法:ANOVA和t检验,P<0.05

摘要

在临床皮瓣实践中,有许多关于如何促进远端随意皮瓣在缺氧和缺血状态下坏死的研究。作为一种中药,二氢杨梅素(DHM)在预防多种疾病中的氧化应激和细胞凋亡方面至关重要。在这项工作中,我们检测了DHM对缺血皮瓣存活能力的影响,并探讨了其基本机制。我们的结果显示,DHM显著增加了缺血皮瓣的存活面积,促进了血管生成和血流,减少了氧化应激和细胞凋亡,并刺激了KEAP1‐Nrf2(Kelch样ECH相关蛋白1‐核因子红细胞2相关因子)信号通路。腺相关病毒(AAV)上调KEAP1表达也抵消了DHM对皮瓣存活的有利影响。通过激活KEAP1‐Nrf2信号通路,DHM治疗促进血管生成,同时减少氧化应激和细胞凋亡。

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
DHM是否能够提高缺血皮瓣的存活率,以及其潜在机制是否涉及KEAP1-Nrf2信号通路?
核心机制
DHM通过抑制KEAP1并激活Nrf2信号通路,促进血管生成,同时减少氧化应激和细胞凋亡,从而增强缺血皮瓣的存活。
主要证据
小鼠随机皮瓣模型中,DHM处理显著增加皮瓣存活面积、血流和CD31/EMCN阳性微血管,上调VEGF、MMP9等促血管生成蛋白,降低ROS和MDA水平,上调抗氧化蛋白,减少TUNEL阳性细胞和CASP-3表达,而AAV-KEAP1过表达逆转了这些保护效应。
研究意义
本研究首次将DHM应用于皮瓣坏死治疗,并揭示了KEAP1-Nrf2通路在皮瓣存活中的潜在作用,为临床开发相关药物提供了新思路。

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

确定DHM最佳剂量

筛选DHM在缺血皮瓣模型中的有效浓度并评估其毒性

在小鼠背部构建随机皮瓣模型,分别给予不同浓度的DHM(0, 50, 100, 200, 400, 800 mg/kg/day),通过皮瓣存活面积和H&E染色评估效果和毒性。

2

评估DHM对皮瓣存活和血流的影响

验证DHM是否能提高缺血皮瓣的存活率并改善血流灌注

术后第7天,记录皮瓣照片,计算存活面积,利用激光多普勒成像评估血流,并进行F-CHP染色评估胶原损伤,TUNEL染色检测细胞死亡。

3

检测DHM对血管生成的影响

研究DHM是否促进缺血皮瓣中的血管生成

通过CD31和EMCN免疫荧光染色评估新生血管密度,Western blot检测CDH5、MMP9、VEGF蛋白表达,qPCR检测Vegf和Vegfr mRNA水平。

4

检测DHM对氧化应激的影响

探究DHM是否减轻缺血皮瓣中的氧化应激

DHE染色检测活性氧水平,Western blot检测eNOS、HO-1、SOD1蛋白表达,并测量MDA和GSH含量。

5

检测DHM对细胞凋亡的影响

探究DHM是否抑制缺血皮瓣中的细胞凋亡

CASP-3免疫荧光染色检测凋亡水平,Western blot检测CASP-3、Bax、Bcl-2蛋白表达,qPCR检测Casp-3和Bcl-2 mRNA水平。

6

验证KEAP1-Nrf2通路介导DHM的作用

证实DHM通过抑制KEAP1、激活Nrf2通路发挥保护作用

Western blot检测KEAP1和核Nrf2表达,使用AAV-KEAP1过表达KEAP1,观察对DHM作用的影响,并通过免疫荧光和Western blot验证Nrf2核转位及下游蛋白变化。

7

评估AAV-KEAP1对DHM效应的影响

确定KEAP1过表达是否逆转DHM对皮瓣存活、血管生成、氧化应激和凋亡的改善作用

在DHM处理的基础上,注射AAV-KEAP1或AAV-Scramble,比较各组皮瓣存活面积、血流、CD31/EMCN阳性血管、DHE染色、CASP-3免疫荧光及Western blot蛋白表达。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证免疫效应

产品清单

实验环节名称品牌货号
二氢杨梅素MedChemExpressHY-N0112
二氢乙锭Beyotime BiotechnologyS0063
微量丙二醛检测试剂盒Solarbio Science & TechnologyBC0025
微量还原型谷胱甘肽检测试剂盒Solarbio Science & TechnologyBC1175
NE-PER核浆蛋白提取试剂盒Thermo Fisher Scientific78835
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23227
含DAPI的荧光封片剂Abcamab104139
胶原杂交肽3HelixFLU300
Caspase-3抗体Cell Signaling Technology9662S
KEAP1抗体Proteintech Group10503-2-AP
NRF2抗体Proteintech Group16396-1-AP
MMP9抗体Proteintech Group10375-2-AP
HO-1抗体Proteintech Group10701-1-AP
SOD1抗体Proteintech Group10269-1-AP
Bax抗体Proteintech Group50599-2-Ig
Bcl-2抗体Proteintech Group26593-1-AP
组蛋白H3抗体Proteintech Group17168-1-AP
β-肌动蛋白抗体Abcamab213262
VEGFA抗体Abcamab214424
VE-钙黏蛋白抗体Abcamab205336
eNOS抗体Abcamab300071
山羊抗兔IgG H&L DyLight 488Abcamab96883
山羊抗小鼠IgG H&L DyLight 488Abcamab96871
山羊抗小鼠IgG H&L DyLight 594Abcamab96873
CD31抗体ServicebioGB12063
内皮粘蛋白抗体ServicebioGB112648
山羊血清BeyotimeC0265
磷酸盐缓冲液ProcellPB180327
Triton X-100AladdinT109027
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物BeyotimeP1046
脱脂奶粉BD Biosciences232100
Omni-ECL Pico化学发光试剂盒EpiZymeSQ201
ChemiDoc成像系统Bio-Rad--
Image Lab 3.0软件Bio-Rad--
PerfectStart Green qPCR预混液TransGen BiotechAQ601
LightCycler 480实时荧光定量PCR仪IIRoche04729749001
TransScript全合一第一链cDNA合成预混液TransGen Biotech--
引物序列GeneChem--
AutoDock Vina----
PyMol----
SPSS统计软件22IBM--

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、饲养条件
阅读提示:Methods 4.1 Animals
皮瓣模型
皮瓣大小、手术步骤、主要血管处理、缝合方式
阅读提示:Methods 4.2 Model with a random skin flap design
药物处理
DHM剂量、给药途径、频率、时间
阅读提示:Methods 4.3 Groups and treatments
基因干预
AAV-KEAP1滴度、注射途径、注射时间
阅读提示:Methods 4.3 Groups and treatments & 4.6 AAV vector packaging
分子检测
蛋白提取、抗体稀释比、qPCR条件
阅读提示:Methods 4.8 Western blotting & 4.9 qPCR