1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮通过激活AMPK通路减轻西方饮食诱导的小鼠代谢功能障碍相关脂肪性肝炎

1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone activates the AMPK pathway to alleviate western-diet induced metabolic dysfunction-associated steatohepatitis in mice

作者信息Xiaoning Chen, Jiaofeng Huang, Yanying You, Hanxin Xue, Lisha Wu, Danyi Zeng, Qingqing Xing, Minxia Wu, Mingfang Wang, Jinshui Pan, Su Lin, Yueyong Zhu
PMID39799716
期刊Clin Nutr
发布时间2025-02
DOI10.1016/j.clnu.2024.12.033

实验完整度

包含体外细胞实验(AML12、HepG2、Hepa1-6)、体内动物模型(HFD和WD诱导小鼠)以及机制验证(AMPK抑制剂和siRNA敲低),涵盖功能验证和机制验证。

主要模型

AML12细胞 HepG2细胞 Hepa1-6细胞 C57BL/6J小鼠(HFD或WD诱导的MASH模型)

重点核对

PMP给药剂量(25或50 mg/kg)和给药频率(每日灌胃) AMPK抑制剂Compound C(10 mg/kg,每2天灌胃) PO处理浓度和时间(24小时) WD饮食成分(高脂高胆固醇+高糖水)及喂养时长(24周) 细胞实验重复三次

摘要

背景与目的:治疗代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)的获批药物有限,尽管它已成为全球最常见的慢性肝病。1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)具有抗炎、抗氧化等多种生物效应。然而,PMP在MASH中的作用及其潜在机制尚不清楚。方法:用棕榈酸/油酸(PO)诱导脂肪变性细胞。然后,测量脂质和活性氧的含量。为进一步研究PMP对MASH模型的影响,给C57BL/6J小鼠喂食西方饮食(WD)24周,并每天通过灌胃给予PMP。用生化分析仪检测血清酶和脂质。使用RNA测序、实时qPCR和蛋白质印迹法测量不同基因的表达。肝脏的组织学分析包括HE、油红O和天狼星红染色。结果:PMP减轻了PO诱导的脂质积累和氧化应激(P<0.001)。在体内,WD诱导的血糖和血清脂质显著升高被PMP降低(P<0.05)。此外,PMP有效预防了MASH小鼠的肝脏脂肪变性、炎症和纤维化。蛋白质印迹结果表明PMP促进了LKB1和AMPKα在T172位点的磷酸化,这是AMPK通路激活的标志。RNA测序也表明PMP促进了AMPK通路的激活。此外,使用AMPK抑制剂处理后,PMP对脂肪变性细胞和MASH小鼠的保护作用消失。结论:PMP通过激活AMPK信号传导保护免受代谢应激诱导的MASH,表明PMP可能成为未来MASH治疗的候选药物。

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
PMP是否对MASH具有保护作用及其潜在机制是什么?
核心机制
PMP通过促进LKB1磷酸化进而激活AMPK通路(AMPKα Thr172磷酸化),从而抑制脂质合成、减轻脂质堆积、炎症和纤维化。
主要证据
体外:PMP减少PO诱导的肝细胞脂质积累和氧化应激;体内:PMP改善WD/HFD诱导小鼠的胰岛素抵抗、肝脂肪变性、炎症和纤维化;AMPK抑制剂或siAMPK逆转PMP的保护作用。
研究意义
研究提示PMP可能成为未来MASH治疗的候选药物。

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

体外细胞模型建立及PMP药效评估

验证PMP对肝细胞脂质积累和脂毒性的影响

使用棕榈酸/油酸(PO)诱导AML12、HepG2等细胞脂质积累,并给予PMP(100、200 μM)处理,检测脂质含量、TG、ROS、MDA等指标。

2

HFD和WD小鼠模型建立及PMP治疗

评价PMP对饮食诱导的MASH小鼠的保护作用

给C57BL/6J小鼠分别喂食HFD或WD 24周,同时每日灌胃PMP(25或50 mg/kg)8周,检测体重、肝脏重量、血糖、血脂、肝组织病理等。

3

检测肝组织病理学变化

评估PMP对肝脂肪变性、炎症和纤维化的影响

肝脏切片进行HE、油红O、天狼星红、PAS、免疫组化α-SMA染色,分析组织学评分和纤维化程度。

4

分子表达检测

探究PMP对脂质代谢和炎症相关基因表达的影响

使用RT-qPCR和RNA-seq检测肝脏或细胞中脂质代谢、炎症及纤维化相关基因的表达。

5

信号通路蛋白检测

验证PMP对AMPK通路的影响

通过Western blot检测p-LKB1、LKB1、p-AMPKα、AMPKα、p-ACC、ACC的表达。

6

机制验证(AMPK依赖性)

证明PMP的保护作用依赖于AMPK激活

在体外使用AMPK抑制剂CC或siAMPK处理,在体内使用CC共处理,观察PMP效应的逆转。

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Gibco--
青霉素/链霉素----
胰岛素----
转铁蛋白----
----
地塞米松----
棕榈酸GLPBIO--
油酸GLPBIO--
无脂肪酸牛血清白蛋白Yeasen--
CCK-8试剂盒GLPBIOGK10001
酶标仪(SpectraMax i3)Molecular Devices--
甘油三酯测定试剂盒ElabscienceE-BC-K261-M
丙二醛测定试剂盒SorlabioBC0025
DCFH-DA探针BeyotimeS0033S
荧光显微镜(Leica DMi8)Leica--
流式细胞仪(Accuri C6)BD Biosciences--
尼罗红染色试剂盒SorlabioG1264
油红O染色试剂盒SorlabioG1262
高脂饮食TrophicDiet--
西方饮食TrophicDiet--
正常饮食TrophicDiet--
1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)----
化合物C(CC)----
全自动生化分析仪(Cobas8000)Roche Diagnostics--
胰岛素ELISA试剂盒Animal UnionLV30330
HbA1c ELISA试剂盒AdantiAD42426
α-SMA一抗ServicebioGB111364
HRP标记二抗----
DAB显色试剂盒MaixinDAB-1031
TRIzol试剂Invitrogen15596-026
反转录试剂盒Yeasen11141ES60
SYBR Green PCR预混液Yeasen11201ES08
QuantStudio5实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
蛋白酶抑制剂混合物EpizymeGRF101
磷酸酶抑制剂混合物EpizymeGRF102
BCA蛋白定量试剂盒EpizymeZJ102
上样缓冲液EpizymeLT101
PVDF膜MilliporeIPVH00010
ECL化学发光液FdbioFD8030
Illumina HiseqTM 2500测序平台Illumina--

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
细胞实验
细胞系(AML12、HepG2、Hepa1-6)及培养条件(DMEM、10% FBS等),PO浓度和处理时间,PMP浓度(100、200 μM)
阅读提示:Materials and Methods 2.1 Cell culture 和 3.1 Results
动物模型
小鼠品系(C57BL/6J)、性别、年龄(6-8周)、饮食(HFD或WD)及喂食时长(24周)、PMP给药剂量(25或50 mg/kg)和频率(每日灌胃)
阅读提示:Materials and Methods 2.6 Animal experiments 和 Figure 2A, 4A
药物处理
AMPK抑制剂Compound C的剂量(10 mg/kg,每2天灌胃或体外10 μM)和给药途径
阅读提示:Materials and Methods 2.6 Animal experiments 和 3.6 Results
检测指标
血清ALT、AST、TC、TG、LDL-C,肝组织病理染色(HE、油红O、天狼星红),RT-qPCR和Western blot检测基因和蛋白
阅读提示:Materials and Methods 2.7, 2.8, 2.9, 2.10
统计设计
样本量(每组6-8只动物),重复次数(细胞实验三次),统计方法(t检验或Mann-Whitney U)
阅读提示:Materials and Methods 2.12 Statistics