薯蓣皂苷及其活性代谢物薯蓣皂苷元通过EPHX2减轻肾脏炎症对高原高尿酸血症的保护作用

Protective Effects of Dioscin and Diosgenin on Plateau Hyperuricemia by Attenuating Renal Inflammation via EPHX2.

作者信息Wanyun Dang, Fangyang Li, Rong Gao, Cheng Zhang, Hongbo Cheng, Zhenhui Wu, Tingyu Yang, Jinchao Pan, Xianglin Tang, Yue Gao
PMID39769164
发布时间2024-12-13
DOI10.3390/ijms252413399

实验完整度

包含动物模型(SD大鼠)、细胞模型(HK-2)、转录组学、Western blot、RT-PCR等,并进行了功能验证和机制验证(EPHX2及其下游)。

主要模型

SD大鼠高原高尿酸血症模型 HK-2细胞高原高尿酸血症损伤模型

重点核对

模型建立:500 mg/kg PO + 500 mg/kg HPX灌胃联合低压低氧6天 细胞模型:1 mg/mL尿酸联合1% O2低氧培养24小时 药物剂量:DIO低、中、高剂量(具体数值文中未明确说明);DG 5 μmol/L 抑制剂浓度:EPHX2抑制剂GSK2256294A 20 μmol/L

摘要

高原高尿酸血症是高原地区的常见疾病,其发病率远高于平原地区。薯蓣皂苷(DIO)及其活性代谢物薯蓣皂苷元(DG)通过氧化应激和炎症对高尿酸血症发挥治疗作用。本研究以DIO及其活性代谢物DG为研究对象,探讨其对大鼠高原高尿酸血症的治疗作用。为评价DIO对高原高尿酸血症大鼠模型的治疗效果,评价指标包括血液生化指标、肾脏组织病理学、肾脏油红O染色、大鼠肾脏指数和大鼠肾脏炎症因子。采用转录组学分析对照组、模型组和给药组,初步探讨DIO对高原高尿酸血症大鼠的保护机制。建立HK-2高原高尿酸血症细胞损伤模型,验证DIO对高原高尿酸血症大鼠的治疗机制。采用Western blot检测肾组织和细胞模型中相关蛋白的表达。结果表明,DIO及其活性代谢物DG通过EPHX2基因调节肾脏脂质代谢,减轻肾脏炎症反应,进而促进尿酸排泄并减少其重吸收,最终达到治疗高原高尿酸血症的效果。

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
薯蓣皂苷及其活性代谢物薯蓣皂苷元能否通过调节肾脏脂质代谢和减轻炎症来治疗高原高尿酸血症?
核心机制
薯蓣皂苷在体内代谢为薯蓣皂苷元后,通过上调EPHX2基因调节肾脏脂质代谢(上调ACOX1、CPT1α和PPARγ),减轻脂质积累,降低氧化应激和炎症反应,从而保护肾脏并增加尿酸排泄。
主要证据
动物实验中,DIO降低模型大鼠的UA、CREA、BUN和TG,改善肾脏病理学和脂质积累;细胞实验中,DG通过EPHX2减轻HK-2细胞脂质积累、细胞死亡、ROS和炎症因子。
研究意义
薯蓣皂苷可能用于治疗高原高尿酸血症。

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

建立高原高尿酸血症大鼠模型

模拟高原高尿酸血症的病理状态,评价DIO的治疗效果。

使用500 mg/kg PO + 500 mg/kg HPX灌胃联合低压低氧(6天)建立SD大鼠高原高尿酸血症模型。

2

评价DIO对模型大鼠的血清生化指标和肾功能的影响

评估DIO对尿酸水平和肾功能的影响。

检测血清UA、CREA、BUN、TG水平,计算肾脏指数。

3

评价DIO对模型大鼠肾脏组织病理和脂质积累的影响

观察DIO对肾组织损伤和脂质积累的改善作用。

通过HE染色和油红O染色观察肾脏组织病理和脂质积累。

4

检测肾脏炎症因子和肝脏黄嘌呤氧化酶活性

评估DIO对炎症反应和尿酸生成的影响。

用ELISA检测肾脏IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-10水平,检测肝脏XO活性。

5

转录组学分析筛选差异基因

探索DIO对模型大鼠肾脏的保护机制。

对肾脏组织进行转录组测序,筛选差异表达基因,并通过KEGG富集分析选择代谢相关基因。

6

验证差异基因表达

验证转录组结果并筛选关键基因。

通过Western blot和RT-PCR验证EPHX2、PCSK9、MIRO2、INHBB的表达。

7

建立HK-2细胞高原高尿酸血症损伤模型及浓度筛选

建立体外模型并筛选DG和EPHX2抑制剂的最佳浓度。

用1 mg/mL尿酸联合1% O2低氧培养HK-2细胞24小时建立损伤模型,筛选5 μmol/L DG和20 μmol/L GSK2256294A用于后续实验。

8

验证DG通过EPHX2改善细胞损伤和脂质积累

验证DG通过EPHX2对细胞模型的保护作用。

观察细胞活死染色、油红O染色,检测TG和ATP含量。

9

检测细胞氧化应激和炎症因子

评估DG对氧化应激和炎症的改善作用。

检测ROS水平和炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α。

10

验证EPHX2下游通路

探索EPHX2调节脂质代谢的具体机制。

通过Western blot检测EPHX2、ACOX1、CPT1α、PPARγ的表达。

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
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
SD大鼠北京维通利华实验动物技术有限公司SCXK (Beijing) 2021-0011
HK-2细胞武汉普诺赛生命科技有限公司CL-0109
DMEM/F12培养基GibcoC11330500BT
胎牛血清浙江天杭生物11011-8611
青霉素-链霉素武汉普诺赛生命科技有限公司PB180120
薯蓣皂苷上海源叶生物科技有限公司N09IB231464
氧嗪酸钾上海源叶生物科技有限公司S17112
次黄嘌呤上海源叶生物科技有限公司B20211
薯蓣皂苷元Med Chem ExpressHY-N0177
GSK2256294AMed Chem ExpressHY-19644
羧甲基纤维素钠国药集团化学试剂有限公司CP300
别嘌醇北京伊诺凯科技有限公司A21418
二甲基亚砜北京伊诺凯科技有限公司D3855
MIRO2多克隆抗体ProteinTech11237-1-AP
PCSK9多克隆抗体ProteinTech27882-1-AP
EPHX2多克隆抗体ProteinTech10833-1-AP
ANGPTL4多克隆抗体ProteinTech18374-1-AP
CPT1A兔多克隆抗体ProteinTech15184-1-AP
抑制素βB兔单克隆抗体成都正能生物技术有限公司R389280
ACOX1兔单克隆抗体成都正能生物技术有限公司R23371
磷酸化PPARγ(Thr166)兔多克隆抗体成都正能生物技术有限公司370374
羊抗兔IgG H&L成都正能生物技术有限公司550048
PPARα抗体Affinity BiosciencesAF5301
尿酸阿拉丁U105582
全自动生化分析仪RocheCobas C311
IL-6 ELISA试剂盒酶免生物MM-0180R2
IL-1β ELISA试剂盒酶免生物MM-0047R2
TNF-α ELISA试剂盒酶免生物MM-0180R2
黄嘌呤氧化酶活性检测试剂盒索莱宝BC1095
RIPA裂解液雅酶生物PC102
脱脂奶粉雅酶生物PS112L
ECL检测系统ImageQuantLA3500
TRIzolSigmaBCCK3647
反转录试剂盒翌圣生物11123ES60
Hieff qPCR SYBR Green预混液翌圣生物文中未明确说明
实时荧光定量PCR仪BIO RADCFX Opus 96
CCK-8试剂北京普利莱E1008
酶标仪PerkinElmerVICTOR X5
低氧培养箱Baker RuskinnBugbox M
油红O染色工作液碧云天生物技术有限公司C0157S
活细胞成像微孔板检测仪BioTek--
钙黄绿素DOJINDOC002
SPiDER-βGaDOJINDOSG02
ATP检测试剂盒碧云天生物技术有限公司S0026
甘油三酯检测试剂盒AbbkineKTB2200
ROS染色液碧云天生物技术有限公司S0033S
Hoechst染色液碧云天生物技术有限公司P0133
激光共聚焦显微镜Nikon--

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
造模药物剂量:500 mg/kg PO + 500 mg/kg HPX灌胃;低氧暴露时间:6天;大鼠品系、性别、周龄、体重:SD大鼠,雄性,7-8周,300-320g
阅读提示:Methods 4.2 Experimental Design
药物分组与给药
DIO剂量设置:低、中、高剂量具体值文中未明确说明;给药途径:灌胃;阳性药别嘌醇剂量:10 mg/kg
阅读提示:Methods 4.2 Experimental Design
细胞模型建立
尿酸浓度:1 mg/mL;低氧浓度:1% O2;培养时间:24小时;HK-2细胞培养条件:DMEM/F12+10%FBS+1%双抗,37°C,5%CO2
阅读提示:Methods 4.2 Experimental Design, 4.10 Cell Proliferation Assay
细胞给药
DG浓度:5 μmol/L;EPHX2抑制剂GSK2256294A浓度:20 μmol/L;溶剂:诱导培养基
阅读提示:Methods 4.11-4.15
关键检测指标
血清UA、CREA、BUN、TG;肾脏HE和油红O染色;炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-10;肝脏XO活性;细胞活力、TG、ATP、ROS;蛋白表达EPHX2、ACOX1、CPT1α、PPARγ
阅读提示:Results 2.1-2.9, Methods 4.3-4.15