白藜芦醇通过靶向PI3K/AKT和Wnt/β-catenin信号通路预防LPS诱导的人牙龈成纤维细胞炎症和氧化应激反应

Resveratrol prevents inflammation and oxidative stress response in LPS-induced human gingival fibroblasts by targeting the PI3K/AKT and Wnt/β-catenin signaling pathways.

作者信息Lihua Li, Junxiong Li, Yujiao Wang, Xin Liu, Siyu Li, Yan Wu, Wanrong Tang, Ya Qiu
PMID34227646
发布时间2021-07
DOI10.1590/1678-4685-GMB-2020-0349

实验完整度

包含细胞活性检测、炎症因子和氧化应激指标ELISA检测、Western blot机制验证及通路抑制剂干预实验,涵盖细胞模型中的功能验证和机制验证。

主要模型

人牙龈成纤维细胞(HGFs) 健康供体牙龈组织来源的原代细胞

重点核对

HGFs来自3名健康供体(12-16岁)的牙龈组织,使用第3至第5代细胞 P. gingivalis LPS浓度为1 μg/mL,刺激时间为24小时(或30分钟) RSV处理浓度为20、40、80 μmol/L,处理24小时 使用通路抑制剂LY294002(PI3K/AKT)和DKK-1(Wnt/β-catenin)处理24小时 实验分组为Control、LPS、LPS+RSV、LPS+RSV+LY294002、LPS+RSV+DKK-1

摘要

本研究旨在阐明白藜芦醇(RSV)在牙龈卟啉单胞菌脂多糖(LPS)刺激后的人牙龈成纤维细胞(HGFs)中的抗炎和抗氧化特性。通过ELISA评估炎症细胞因子IL-1β、IL-6、IL-8和TNFα的水平、抗氧化酶SOD和GSH-Px的活性以及MDA的水平。观察到RSV以剂量依赖性方式显著下调LPS诱导的HGFs中IL-1β、IL-6、IL-8和TNFα的表达。RSV也部分增加了氧化应激(OS)相关因子,包括SOD和GSH-Px,同时伴随MDA产生减少,尽管结果没有统计学显著性。此外,通过western blot分析观察到RSV诱导LPS诱导的HGFs中PI3K/AKT和Wnt/β-catenin通路的失活。随后,证明用PI3K/AKT通路抑制剂(LY294002)或Wnt/β-catenin通路抑制剂(Dickkopf-1,DKK-1)处理可通过下调IL-1β、IL-6、IL-8和TNFα的表达以及MDA的产生,并增加LPS诱导的HGFs中SOD和GSH-Px的活性,进一步增强RSV的抗炎和抗氧化作用。这些结果表明RSV通过使PI3K/AKT和Wnt/β-catenin信号通路失活来减轻牙龈卟啉单胞菌LPS处理的HGFs的炎症和OS损伤。

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
本研究旨在评估白藜芦醇(RSV)在LPS刺激的人牙龈成纤维细胞(HGFs)中的抗炎和抗氧化作用,并探讨PI3K/AKT和Wnt/β-catenin信号通路在其中的作用。
核心机制
RSV通过抑制PI3K/AKT和Wnt/β-catenin信号通路的激活来发挥抗炎和抗氧化作用。
主要证据
ELISA结果显示RSV剂量依赖性抑制LPS诱导的IL-1β、IL-6、IL-8和TNFα表达,部分恢复SOD和GSH-Px活性并降低MDA水平;Western blot显示RSV降低p-PI3K、p-AKT、Wnt5a和β-catenin表达;通路抑制剂进一步增强了RSV的效果。
研究意义
该研究提示RSV可能作为治疗慢性牙周炎的潜在药物,通过调节炎症和氧化应激发挥治疗作用。

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

组织采集与细胞培养

获取原代人牙龈成纤维细胞(HGFs)用于实验。

从健康供体获取牙龈组织,经胶原酶和dispase II消化分离细胞,在含20% FBS的DMEM中培养,传代至P3-P5用于实验。

2

细胞活力检测

评估RSV对HGFs的细胞毒性,确保后续实验浓度无显著毒性。

用不同浓度RSV(20、40、80 μmol/L)处理HGFs 24小时,使用CCK-8试剂盒检测细胞活力。

3

验证RSV对炎症和氧化应激的影响

检测RSV对LPS诱导的HGFs炎症因子和氧化应激指标的影响。

HGFs预处理的RSV(20、40、80 μmol/L)24小时,然后LPS(1 μg/mL)刺激24小时,收集培养基上清用ELISA检测IL-1β、IL-6、IL-8、TNFα、SOD、MDA和GSH-Px水平。

4

Western blot检测信号通路蛋白表达

探究RSV对LPS诱导的HGFs中PI3K/AKT和Wnt/β-catenin信号通路激活的影响。

HGFs经RSV和/或抑制剂处理,LPS刺激后,裂解细胞提取蛋白,通过Western blot检测PI3K、p-PI3K、AKT、p-AKT、Wnt5a和β-catenin的表达。

5

通路抑制剂验证机制

验证PI3K/AKT和Wnt/β-catenin通路是否介导RSV的抗炎和抗氧化作用。

HGFs用LY294002或DKK-1预处理,再与RSV和LPS共处理,通过Western blot和ELISA检测信号通路蛋白和炎症因子、氧化应激指标的变化。

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。

验证细胞活性
检测炎症因子和氧化应激指标

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基ProcellPM150220
青霉素/链霉素Merck KGaA--
胶原酶ISigma-Aldrich--
分散酶IISigma-Aldrich--
胎牛血清Sangon BiotechE600001-0100
胰蛋白酶-EDTABeijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
白藜芦醇Sigma-Aldrich--
LY294002----
Dickkopf-1(DKK-1)----
CCK-8试剂盒BiosharpBS350B
RIPA裂解液Beyotime Institute of BiotechnologyP0013C
BCA蛋白浓度测定试剂盒CWBIO--
PVDF膜Amersham--
β-actin单克隆抗体AbclonalAC026
HRP标记的山羊抗兔IgGAbcamab6721
PI3K抗体Abcamab32089
AKT抗体Abcamab179463
p-PI3K抗体Abcamab182651
p-AKT抗体Abcamab81283
Wnt5a抗体Abcamab229200
β-catenin抗体Abcamab16051
ECL化学发光检测系统Affinity BiosciencesKF001
ELISA试剂盒BioLegend--
分子量标准品Bio-Rad Laboratories, Inc.--
酶联免疫检测仪Thermo Fisher Scientific, Inc.--
Image-pro Plus 6.0 图像处理系统Media Cybernetics--
SPSS统计软件IBM Corp.version

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
组织来源供体数量(3名)、年龄(12-16岁)、健康状态、组织类型(牙龈),消化酶浓度和消化时间,原代细胞传代代数(P3-P5)。
阅读提示:Material and Methods 的 Tissue collection and cell culture
细胞处理
LPS浓度(1 μg/mL)、刺激时间(24小时或30分钟)、RSV浓度(20、40、80 μmol/L)、处理时间(24小时)、抑制剂(LY294002、DKK-1)浓度和暴露时间(文中未明确说明)、实验分组。
阅读提示:Material and Methods 的 Cell treatment 及 Results
细胞活力检测
细胞密度(5x10^3/孔)、RSV浓度梯度、处理时间、CCK-8试剂浓度(10%)、孵育时间(2.5小时)、检测波长(450 nm)。
阅读提示:Material and Methods 的 Cell viability assay 及 Figure 1 legend
ELISA检测
细胞密度(2x10^5/孔)、处理时间、LPS刺激时间、抗体孵育时间等(具体步骤参见试剂盒说明书)。
阅读提示:Material and Methods 的 Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)
Western blot
细胞密度(1x10^6/孔)、处理时间、LPS刺激时间(30分钟)、蛋白上样量(40 μg)、抗体稀释比、电泳条件等。
阅读提示:Material and Methods 的 Western blot analysis