紫草酸靶向热休克蛋白90通过NF-κB信号通路减轻LPS诱导的BV2小胶质细胞炎症反应

Lithospermic acid targeting heat shock protein 90 attenuates LPS-induced inflammatory response via NF-кB signalling pathway in BV2 microglial cells.

作者信息Jie Guo, Chen-Guang Li, Feng-Yi Mai, Jing-Rong Liang, Ze-Hao Chen, Jiao Luo, Ming-Chao Zhou, Yu-Long Wang, Wen-Tao Yang
PMID39969702
发布时间2025-02-19
DOI10.1007/s12026-025-09600-1

实验完整度

高

包含体外细胞实验(LPS诱导BV2细胞)、分子对接、靶点预测及siRNA敲低验证,具备功能验证和机制验证。

主要模型

BV2小鼠小胶质细胞(LPS诱导神经炎症模型)

重点核对

紫草酸预处理浓度:25、50、100 µM,预处理1小时 LPS刺激浓度:1 µg/ml,刺激24小时 HSP90 siRNA敲低(序列:5′-CCCACTGCTTCTTTGTATA-3′) 炎症指标检测:IL-6、IL-1β、TNF-α、NO、PGE2、iNOS、COX2 NF-κB p65核转位检测

摘要

小胶质细胞是维持大脑稳态的重要组成成分。然而,异常的小胶质细胞活化可能导致神经退行性疾病。紫草酸(LA)是一种从丹参中分离的植物来源的多环酚羧酸。本研究探讨了紫草酸对LPS诱导的BV2小胶质细胞神经炎症的潜在作用,并确定了该化合物的作用机制。细胞用紫草酸预处理1小时,再用LPS孵育24小时。采用qPCR、免疫荧光和免疫印迹法检测iNOS、COX2、NF-κB p65和HSP90的表达。采用ELISA法检测促炎细胞因子的产生。紫草酸显著降低了LPS刺激的细胞迁移,并减少了NF-κB p65的核转位。此外,紫草酸还以剂量依赖性方式显著降低了促炎细胞因子(包括IL-6、IL-1β和TNF-α)的产生。此外,紫草酸抑制了LPS诱导的NO和PGE2的产生,并以剂量依赖性方式抑制iNOS和COX2的表达。分子对接和实验验证表明,紫草酸抑制HSP90的活性和表达。小干扰RNA敲低HSP90表达,可消除LPS诱导的炎症。这些发现表明,紫草酸靶向HSP90通过NF-κB信号通路减轻LPS诱导的BV2小胶质细胞炎症反应。总之,紫草酸可能为与小胶质细胞活化相关的神经退行性疾病提供治疗益处,并可能成为治疗神经炎症的潜在抑制剂/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
紫草酸在LPS诱导的BV2小胶质细胞中是否具有抗炎作用及其机制。
核心机制
紫草酸通过靶向HSP90,抑制其活性和表达,进而阻断NF-κB信号通路,减少促炎因子和炎症介质的产生。
主要证据
实验表明紫草酸预处理可抑制LPS诱导的NF-κB p65核转位、促炎细胞因子(IL-6、IL-1β、TNF-α)产生、iNOS/COX2表达及NO/PGE2产生,并减少细胞迁移;分子对接显示紫草酸与HSP90结合,且siRNA敲低HSP90可消除LPS诱导的炎症。
研究意义
文献提出紫草酸可能为神经退行性疾病(与小胶质细胞活化相关)提供治疗益处,并可能成为治疗神经炎症的潜在抑制剂/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

细胞活力与ROS检测

评估紫草酸对BV2细胞活力的影响及对LPS诱导的ROS产生的抑制作用。

采用CCK-8法检测不同浓度紫草酸处理24小时后的细胞活力,并用DCFH-DA探针检测ROS水平。

2

NF-κB信号通路抑制检测

验证紫草酸是否抑制LPS诱导的NF-κB p65核转位及下游促炎细胞因子的表达和分泌。

通过免疫荧光和免疫印迹检测NF-κB p65的分布;通过qPCR和ELISA检测IL-6、IL-1β、TNF-α的mRNA和蛋白水平。

3

炎症介质产生抑制检测

验证紫草酸对LPS诱导的COX2/PGE2和iNOS/NO表达的抑制作用。

通过qPCR、免疫荧光和免疫印迹检测COX2和iNOS表达,通过ELISA和Griess试剂分别检测PGE2和NO水平。

4

细胞迁移抑制检测

验证紫草酸对LPS诱导的BV2细胞迁移的抑制作用。

采用伤口愈合实验和Transwell实验检测细胞迁移能力。

5

靶点预测与分子对接

预测紫草酸的潜在靶点并验证其与HSP90的结合。

利用SwissTargetPrediction预测靶点,结合RNA-seq数据确定候选基因,构建PPI网络;使用CB-Dock2进行分子对接。

6

HSP90抑制验证

验证紫草酸对HSP90活性和表达的抑制作用。

通过免疫印迹检测HSP90和HSP70的表达水平,以HSP70升高作为HSP90活性抑制的间接指标。

7

siRNA敲低验证

验证HSP90在LPS诱导炎症中的关键作用。

用HSP90 siRNA转染BV2细胞,72小时后检测敲低效率,并检测炎症指标。

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Thermo Fisher--
胎牛血清Thermo Fisher--
CCK-8试剂盒BeyotimeC0048S
脂多糖SigmaL4391
紫草酸MCEHY-N0823
核浆蛋白提取试剂盒BeyotimeP0027
抗iNOS抗体CST13,120
抗COX2抗体CST12,282
抗NF-κB p65抗体CST8242
抗GAPDH抗体CST5174
抗Histone H3抗体CST4499
抗HSP90抗体CST4874
抗HSP70抗体CST4876
抗β-Actin抗体CST3700
小鼠IL-1β ELISA试剂盒Boster BioEK0394
小鼠IL-6 ELISA试剂盒Boster BioEK0411
小鼠TNF-α ELISA试剂盒Boster BioEK0527
PGE2 ELISA试剂盒SolarbioSEKM-0173
Hoechst 33342染料SigmaB2261
DCFH-DA探针BeyotimeS0033
Griess试剂盒BeyotimeS0021S
结晶紫染色液BeyotimeC0121
总RNA提取试剂盒Yeasen19221ES50
逆转录试剂盒Yeasen11141ES10
PCR扩增试剂盒Yeasen11184ES08
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
BeyoECL Star化学发光试剂BeyotimeP0018
X射线胶片BeyotimeFF082
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010
BV2细胞系ProcellCL-0493

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
细胞活力与ROS检测
紫草酸预处理浓度(25、50、100 µM)及时间(1小时),LPS浓度(1 µg/ml)及刺激时间(24小时),细胞接种密度(96孔板1×10^4/孔,24孔板5×10^4/孔)
阅读提示:Materials and methods: Cell viability assay, Intracellular ROS generation analysis; Figure 1
NF-κB信号通路检测
NF-κB p65核转位检测方法(免疫荧光、核质分离),下游细胞因子mRNA和蛋白检测(qPCR、ELISA),紫草酸剂量依赖性
阅读提示:Materials and methods: Cytosolic and nuclear fractionation, Immunoblotting, Immunofluorescence, Real-time PCR, ELISA; Figure 2
炎症介质检测
COX2、iNOS表达检测(qPCR、免疫荧光、免疫印迹),NO(Griess试剂)和PGE2(ELISA)水平检测
阅读提示:Materials and methods: NO generation determination, ELISA; Figures 3, 4
细胞迁移检测
伤口愈合实验和Transwell实验的条件(LPS浓度1 µg/ml,紫草酸浓度100 µM,处理24小时)
阅读提示:Materials and methods: Wound healing assay, Transwell migration assay; Figure 5
靶点预测与分子对接
SwissTargetPrediction预测参数(物种限制为Mus musculus),RNA-seq数据来源(NCBI SRA,编号),分子对接软件(CB-Dock2)及HSP90结构建模方法
阅读提示:Materials and methods: Identification of lithospermic acid targets, Molecular docking and simulation; Figure 6
HSP90抑制验证
紫草酸浓度梯度(存在或不存在LPS),HSP90和HSP70蛋白表达检测
阅读提示:Materials and methods: Immunoblotting; Figure 7
siRNA敲低验证
HSP90 siRNA序列(5′-CCCACTGCTTCTTTGTATA-3′),转染试剂(Lipofectamine RNAiMAX),敲低时间(72小时),敲低效率检测(qPCR、免疫印迹),炎症指标检测
阅读提示:Materials and methods: Small interfering RNA; Figure 8