黄芩苷通过Nrf2/HO-1信号抑制NLRP3炎症小体激活对L-谷氨酸诱导的HT-22细胞氧化损伤的保护作用

Protective effects of baicalin against L-glutamate-induced oxidative damage in HT-22 cells by inhibiting NLRP3 inflammasome activation via Nrf2/HO-1 signaling.

作者信息Junyuan Li, Gang Wang, Yehao Zhang, Xiaodi Fan, Mingjiang Yao
PMID36865047
发布时间2023-03
DOI10.22038/IJBMS.2023.64318.14149

实验完整度

文献包含细胞活力检测(CCK-8、LDH)、氧化应激指标(ROS、SOD、MDA)、蛋白和mRNA表达检测(Western blot、qPCR),但缺乏动物模型或患者样本等独立验证层级。

主要模型

HT-22小鼠海马神经元细胞系

重点核对

L-谷氨酸建模浓度5 mM 黄芩苷处理浓度(4、8、16 μM) 处理时间24小时 细胞接种密度(96孔板每孔5000个细胞) 样本量(每组6复孔,3次独立实验)

摘要

目的:探讨黄芩苷(BA)对L-谷氨酸诱导的小鼠海马神经元细胞系HT-22的保护作用及其潜在分子机制。材料与方法:采用L-谷氨酸诱导HT-22细胞损伤模型,通过CCK-8和LDH法检测细胞活力和损伤;DCFH-DA原位荧光法检测细胞内活性氧(ROS)的产生;分别采用WST-8法和比色法测定上清液中SOD活性和MDA浓度;此外,利用Western blot和实时qPCR检测Nrf2/HO-1信号通路和NLRP3炎症小体蛋白及基因的表达水平。结果:L-谷氨酸暴露诱导HT-22细胞损伤,选择5 mM L-谷氨酸作为建模条件。与BA共处理显著促进细胞活力,并以剂量依赖性方式减少LDH释放。此外,BA通过降低ROS产生和MDA浓度,同时增加SOD活性,减轻L-谷氨酸诱导的损伤。另外,我们还发现BA处理上调了Nrf2和HO-1的基因和蛋白表达,进而抑制了NLRP3的表达。结论:本研究发现BA能减轻L-谷氨酸诱导的HT-22细胞氧化应激损伤,其机制可能与激活Nrf2/HO-1和抑制NLRP3炎症小体有关。

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
黄芩苷是否对L-谷氨酸诱导的HT-22细胞氧化损伤具有保护作用,及其潜在分子机制。
核心机制
黄芩苷通过激活Nrf2/HO-1信号通路并抑制NLRP3炎症小体激活,从而减轻氧化应激损伤。
主要证据
在HT-22细胞模型中,黄芩苷提高细胞活力、降低LDH释放、减少ROS和MDA水平、增加SOD活性,并上调Nrf2和HO-1表达、下调NLRP3表达;Western blot和qPCR结果支持该机制。
研究意义
研究提示黄芩苷可能通过调节神经损伤中的炎症和氧化应激,具有潜在的临床转化意义。

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L-谷氨酸诱导的HT-22细胞损伤模型

确定L-谷氨酸的建模浓度,模拟氧化应激损伤。

将HT-22细胞暴露于不同浓度L-谷氨酸(1-15 mM)24小时,CCK-8法检测细胞活力,确定IC50为5.33 mM,选择5 mM作为建模条件。

2

评估黄芩苷的细胞毒性

确认黄芩苷在实验浓度下对HT-22细胞无毒性。

用不同浓度黄芩苷(1-16 μM)处理HT-22细胞24小时,CCK-8法检测细胞活力。

3

检测黄芩苷对L-谷氨酸损伤细胞活力的影响

验证黄芩苷能否减轻L-谷氨酸引起的细胞损伤。

HT-22细胞与5 mM L-谷氨酸及不同浓度黄芩苷共培养24小时,观察细胞形态,并用CCK-8和LDH法检测细胞活力和损伤。

4

检测黄芩苷对氧化应激指标的影响

评估黄芩苷对ROS、MDA和SOD水平的影响,验证其抗氧化作用。

用DCFH-DA荧光法检测ROS,用试剂盒检测MDA和SOD活性。

5

检测Nrf2/HO-1和NLRP3炎症小体表达

探究黄芩苷保护作用的分子机制。

用Western blot和qPCR检测Nrf2、HO-1、NLRP3、TXNIP、IL-1β的蛋白和mRNA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。

验证细胞活力
检测氧化应激指标
检测蛋白表达
检测基因表达

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
胰蛋白酶-EDTAGibco--
青霉素和链霉素Hyclone--
PBS缓冲液Solarbio--
L-谷氨酸Solarbio--
二甲基亚砜Aladdin--
N-乙酰-L-半胱氨酸Sigma Chemical Co--
黄芩苷MedChemExpress--
CCK-8试剂盒Dojindo--
LDH检测试剂盒Beyotime--
SOD试剂盒Beyotime--
MDA试剂盒Beyotime--
DCFH-DA荧光探针Beyotime--
RIPA裂解液Solarbio--
Quick Start Bradford蛋白定量试剂盒Bio-Rad--
PVDF膜----
TBST缓冲液ZSGB-BIO--
NLRP3抗体Proteintech--
Nrf2抗体Proteintech--
HO-1抗体Proteintech--
IL-1β抗体Proteintech--
TXNIP抗体WanleiBio--
β-actin抗体Cell Signaling Technology--
GAPDH抗体Proteintech--
二抗Huaxingbio--
ECL化学发光试剂Beyotime--
ChemiDoc XRS+成像系统BIO-RAD--
TRIzol试剂Solarbio--
Primescript逆转录试剂盒TOYOBO--
SYBR Green实时PCR预混液Sigma--
StepOnePlus实时PCR系统ABI--
共聚焦显微镜ZEISSLSM 510 META

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
HT-22细胞系来源(Procell Life Science&Technology),培养基DMEM+10%FBS+1%青霉素/链霉素,37°C、5%CO2
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture and treatments
L-谷氨酸建模
L-谷氨酸浓度5 mM,处理时间24小时
阅读提示:Results: Effects of L-glutamate on normal HT-22 cells
黄芩苷处理
黄芩苷浓度(4、8、16 μM),与L-谷氨酸共处理24小时
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture and treatments; Figure legends 3-6
细胞活力检测
细胞接种密度(5000细胞/孔),CCK-8试剂盒(Dojindo),检测波长450 nm,每组6复孔,3次独立实验
阅读提示:Materials and Methods: CCK-8 assay
氧化应激检测
ROS检测(DCFH-DA,10 μM,30分钟),MDA检测(比色法),SOD检测(WST-8法)
阅读提示:Materials and Methods: SOD activity and MDA concentration; ROS production
蛋白表达检测
抗体稀释比例(NLRP3 1:1000, Nrf2 1:1500, HO-1 1:1500, IL-1β 1:1000, TXNIP 1:500, β-actin 1:3000, GAPDH 1:3000),二抗1:20000
阅读提示:Materials and Methods: Western blotting
基因表达检测
引物序列(β-actin, Nrf2, NLRP3),使用2-ΔΔCt方法分析
阅读提示:Materials and Methods: Real-time qPCR