丹参注射液通过激活SIRT1/GPX4通路抑制铁死亡从而改善单侧输尿管梗阻诱导的肾纤维化

Danshen injection ameliorates unilateral ureteral obstruction-induced renal fibrosis by inhibiting ferroptosis via activating SIRT1/GPX4 pathway.

作者信息Yiwen Cao, Huan Zhao, Shuyin Lin, Junqi Chen, Jingli Xiong, Zhijun Zeng, Ziyu Long, Yingru Su, Yingqi Zhong, Lingru Zhao, Mingshan Zhang, Junbiao Wu, Yuan Zhou, Jiuyao Zhou
PMID39872048
发布时间2025-01-13
DOI10.3389/fphar.2024.1503628

实验完整度

高

包含体内UUO小鼠模型、体外TGF-β和Erastin诱导的HK-2细胞模型,以及分子对接和SIRT1抑制剂干预的机制验证。

主要模型

UUO诱导的肾纤维化小鼠模型 TGF-β诱导的HK-2细胞模型 Erastin诱导的HK-2细胞铁死亡模型

重点核对

DSI给药剂量(0.5、1.5、4.5 mL/kg)和给药方式(腹腔注射) Fer-1给药剂量(2 mg/kg) HK-2细胞中TGF-β浓度(10 ng/mL)、Erastin浓度(5 μM)、DSI浓度(0.78、1.56、3.12 μL/mL)和EX527浓度(10 μM) UUO手术模型建立(左侧输尿管双重结扎) 检测指标包括铁含量、MDA、GSH、ROS及EMT相关蛋白

摘要

引言:肾纤维化的发病机制与血瘀有关,活血化瘀法常作为治疗原则。丹参注射液(DSI)是临床上常用的活血化瘀药物。然而,DSI是否能减缓肾纤维化的进展或其潜在机制尚不确定。方法:我们使用UUO小鼠和TGF-β刺激的HK-2细胞研究了肾纤维化模型。结果:我们的研究结果显示,DSI或Fer-1通过改善体内肾形态损伤和病理损伤来减轻肾损伤。此外,DSI或Fer-1在体内和TGF-β诱导的HK-2细胞中抑制了肾纤维化。此外,在DSI或Fer-1治疗下,铁死亡减少。更重要的是,DSI活性成分(丹参素、丹酚酸B、原儿茶醛、咖啡酸和丹参酮IIA)可以与SIRT1结合。随着TGF-β或Erastin浓度的增加,SIRT1和GPX4的蛋白水平下调,DSI或Fer-1干预可修复这些水平。然而,DSI抑制铁死亡和肾纤维化的作用被SIRT1抑制剂EX527逆转。结论:综上所述,我们的结果表明DSI可以通过激活SIRT1/GPX4通路保护免受铁死亡从而减轻肾纤维化。它有望成为治疗肾纤维化的潜在药物。

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
丹参注射液能否通过抑制铁死亡来减轻肾纤维化,以及其潜在机制是否涉及SIRT1/GPX4通路。
核心机制
DSI通过激活SIRT1/GPX4通路抑制铁死亡,从而减轻肾纤维化。
主要证据
体内UUO小鼠和体外TGF-β或Erastin诱导的HK-2细胞模型中,DSI或Fer-1处理减轻了肾损伤和纤维化,降低了铁含量、MDA和ROS,升高了GSH,并上调了SIRT1和GPX4蛋白水平;分子对接显示DSI活性成分与SIRT1结合;SIRT1抑制剂EX527逆转了DSI的保护作用。
研究意义
研究表明DSI可能是延缓肾纤维化进程的潜在候选药物,其潜在机制值得进一步研究。

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

体内UUO小鼠模型建立与DSI干预

评估DSI对UUO诱导的肾损伤和纤维化的改善作用。

将36只C57BL/6J小鼠分为6组,进行UUO手术或假手术,术前3天和术后7天腹腔注射DSI(0.5、1.5、4.5 mL/kg)或Fer-1(2 mg/kg),收集肾脏进行形态学、HE和Masson染色及Western blot检测。

2

体外TGF-β诱导的HK-2细胞纤维化模型

验证DSI或Fer-1在体外对TGF-β诱导的纤维化是否具有抑制作用。

HK-2细胞用TGF-β(10 ng/mL)刺激,同时给予DSI(0.78、1.56、3.12 μL/mL)或Fer-1(5 μM)处理24小时,检测细胞活力、EMT相关蛋白表达。

3

体外铁死亡诱导模型

研究DSI对铁死亡诱导剂Erastin引起的细胞损伤的影响。

HK-2细胞用Erastin(5 μM)处理,同时给予DSI(0.78、1.56、3.12 μL/mL)或Fer-1(5 μM)24小时,检测细胞活力、铁含量、MDA、GSH和ROS。

4

分子对接预测DSI成分与SIRT1的结合

预测DSI活性成分是否可能靶向SIRT1。

从PubChem下载DSI活性成分结构,从PDB下载SIRT1结构,使用AutoDock Vina进行分子对接,计算结合能。

5

SIRT1抑制实验

验证DSI的保护作用是否依赖于SIRT1的激活。

HK-2细胞用TGF-β(10 ng/mL)和DSI(3.12 μL/mL)处理,同时加入SIRT1抑制剂EX527(10 μM),检测铁死亡指标和纤维化相关蛋白。

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
丹参注射液Chiatai qingchunbao Pharmaceutical Co., Ltd.Z33020177
Ferrostatin-1Med Chem Express--
ErastinMed Chem Express--
EX527Med Chem Express--
转化生长因子-βPeproTech--
丙二醛检测试剂盒Jiancheng Bioengineering InstituteA003-1-2
丙二醛检测试剂盒Jiancheng Bioengineering InstituteA003-4-1
谷胱甘肽检测试剂盒Jiancheng Bioengineering InstituteA006-2-1
CCK-8检测试剂盒APExBIO Technology LLC--
铁检测试剂盒ElabscienceE-BC-K772-M
E-钙黏蛋白抗体Proteintech20874-1-AP
波形蛋白抗体Cell Signaling Technology5741S
α-平滑肌肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology19245S
SIRT1抗体Cell Signaling Technology9475S
GPX4抗体Abcamab125066
GAPDH抗体Abcamab9485
DHE活性氧荧光探针BestbioBB-470516
DCFH-DA荧光探针BeyotimeS0033S
BCA蛋白检测试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--

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
小鼠品系、年龄、体重、UUO手术具体操作(左侧输尿管双重结扎)、麻醉方式和剂量
阅读提示:Materials and methods: Animal administration
药物处理
DSI剂量(0.5、1.5、4.5 mL/kg)、给药时间(术前3天和术后7天)、给药途径(腹腔注射)、Fer-1剂量(2 mg/kg)
阅读提示:Materials and methods: Animal administration
体外细胞模型
HK-2细胞来源、培养条件、TGF-β浓度(10 ng/mL)、Erastin浓度(5 μM)、DSI浓度(0.78、1.56、3.12 μL/mL)、Fer-1浓度(5 μM)、EX527浓度(10 μM)、处理时间(24小时)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and treatment
铁死亡指标检测
铁含量、MDA、GSH检测试剂盒及操作步骤、ROS检测方法(DHE荧光探针或DCFH-DA)
阅读提示:Materials and methods: Detection of iron content, MDA and GSH levels; ROS determination
Western blot
蛋白提取方法、抗体浓度及稀释比例、内参蛋白(GAPDH)
阅读提示:Materials and methods: Western blot analysis