川芎嗪通过NRF2通路抑制焦亡减轻急性胰腺炎炎症

Tetramethylpyrazine alleviates acute pancreatitis inflammation by inhibiting pyroptosis via the NRF2 pathway.

作者信息Huangen Li, Yi Gao, Minglian Huang, Hongling Zhang, Qingqing Wu, Youpei Huang, Xiaotong Ye, Weiwen Chen
PMID40337514
发布时间2025-04-23
DOI10.3389/fphar.2025.1557681

实验完整度

高

包含体内大鼠模型和体外AR42J细胞模型,并通过NRF2 siRNA进行机制验证,涉及组织病理、功能、分子表达及信号通路检测。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠源性急性胰腺炎模型 AR42J大鼠胰腺腺泡细胞系

重点核对

雨蛙素剂量和给药方案(50 μg/kg,腹腔注射,每小时一次,共七次;细胞实验100 nM处理24 h) TMPZ剂量和给药方式(体内160 mg/kg腹腔注射,每日一次,连续三天;体外0.4 mg/mL预处理3 h) NRF2 siRNA敲低序列及转染时间(NRF2-siRNA2,48 h) 阳性对照药Z-WEHD-FMK剂量(体内1 μg/只尾静脉注射;体外50 μM) 焦亡相关蛋白NLRP3、ASC、caspase-1、GSDMD的表达检测

摘要

目的:川芎嗪(TMPZ)是一种源自中药的活性生物碱,已显示出抗炎和抗焦亡的特性。然而,其在急性胰腺炎(AP)诱导的焦亡中的作用仍不清楚。本研究旨在探讨TMPZ对AP诱导的焦亡的影响及其潜在机制。材料与方法:采用雨蛙素诱导的AP大鼠模型评估TMPZ在体内的保护作用,并在体外使用AR42J细胞探讨其机制。通过苏木精-伊红染色、TUNEL分析和血清生化评估胰腺损伤。采用透射电子显微镜、免疫荧光、Western blotting和实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测焦亡及相关信号通路。通过CCK-8、LDH分析和Hoechst 33342/PI染色测量细胞毒性和凋亡。使用NRF2 siRNA进一步评估NRF2在TMPZ作用中的作用。结果:TMPZ减轻了胰腺组织病理损伤,减少了凋亡,并降低了血清淀粉酶水平和促炎细胞因子(IL-1β、IL-18)。TMPZ还通过抑制NLRP3炎症小体激活和下调焦亡相关蛋白(NLRP3、caspase-1、ASC、GSDMD)抑制焦亡,同时上调NRF2和HO-1表达。NRF2 siRNA减弱了TMPZ的抗炎和抑制焦亡作用,证实了NRF2通路的参与。结论:TMPZ通过NRF2信号通路调节焦亡,减轻AP诱导的炎症和损伤。这些发现表明TMPZ对AP具有治疗潜力。

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
TMPZ是否通过抑制焦亡减轻急性胰腺炎炎症,以及其潜在机制是否涉及NRF2/HO-1通路。
核心机制
TMPZ通过上调NRF2/HO-1信号通路,抑制NLRP3炎症小体激活,从而下调焦亡相关蛋白NLRP3、ASC、caspase-1和GSDMD的表达,减少IL-1β和IL-18释放,减轻胰腺损伤和炎症。
主要证据
在雨蛙素诱导的AP大鼠模型和AR42J细胞模型中,TMPZ减轻组织病理损伤、降低血清淀粉酶和炎症因子水平,并抑制焦亡;NRF2 siRNA敲低逆转了TMPZ的保护作用。
研究意义
表明TMPZ可能作为AP的治疗药物,其保护作用部分通过调节NRF2/HO-1通路抑制焦亡和炎症,为AP及其他炎症性疾病的治疗提供了新思路。

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

建立体内和体外AP模型

构建急性胰腺炎模型,模拟疾病状态。

体内:对SD大鼠腹腔注射雨蛙素(50 μg/kg,每小时一次,共七次);体外:用100 nM雨蛙素处理AR42J细胞24 h。

2

TMPZ干预

评估TMPZ对AP模型的保护作用。

在模型诱导后30 min给予TMPZ(体内160 mg/kg腹腔注射,每日一次,连续三天;体外0.4 mg/mL预处理3 h)。

3

评估胰腺损伤和炎症

验证TMPZ对胰腺组织学损伤和全身炎症的影响。

通过HE染色、TUNEL染色、血清生化分析(AMS、ALT、AST、CRP、CHE)和ELISA检测IL-1β、IL-18。

4

检测焦亡相关蛋白和形态学

确认TMPZ对焦亡的抑制作用。

通过透射电镜观察细胞形态,Western blot和RT-qPCR检测NLRP3、ASC、caspase-1、GSDMD表达,免疫荧光检测其蛋白分布。

5

检测NRF2/HO-1通路

探讨TMPZ是否激活NRF2/HO-1通路。

检测NRF2在细胞质和细胞核中的蛋白表达,以及HO-1的mRNA和蛋白水平。

6

NRF2基因敲低验证机制

验证TMPZ的作用是否依赖于NRF2通路。

通过NRF2 siRNA转染AR42J细胞,评估TMPZ对细胞活力、LDH释放、凋亡率、炎症因子和焦亡蛋白表达的影响。

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
雨蛙素BidepharmBD119547
Ham's F-12K培养基ANwei-sciBASmed-AW-00
川芎嗪Tianjin Jianyao PharmaceuticalsH12020888
Z-WEHD-FMKAPExBIOA1924
CCK-8试剂盒DojindoCK-04
LDH检测试剂盒Nanjing Jianjian Bioengineering InstituteA020-2
Hoechst-PI焦亡检测试剂盒Yesen Biotechnology40744ES6
TsingZol总RNA提取试剂Tsingke BiotechnologyTSP401
SynScript™ III cDNA合成预混液Tsingke BiotechnologyTSK3225
2×TSINGKE® qPCR预混液(SYBR Green I)Tsingke BiotechnologyTSK201
dNTPs混合液(各10 mM)Tsingke BiotechnologyTSK2200
jetPRIME转染试剂PolyplusPT-114-75
双抗溶液HycloneSV30010
T-PER™蛋白提取试剂盒Thermo Fisher Scientific78510
ASC抗体Biossbs-6741R
GSDMD抗体Proteintech66387-1-Ig
Caspase-1抗体Proteintech22915-1-AP
NLRP3抗体Proteintech19771-1-AP
HO-1抗体Proteintech10701-1-AP
NRF2抗体Proteintech80593-1-RR
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
Lamin B1抗体Proteintech66095-1-Ig
IL-1β ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0012c
IL-18 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0567c
CRP ELISA试剂盒Enzyme-linked Biotechnologyml038253
CHE ELISA试剂盒Enzyme-linked Biotechnologyml037155

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
大鼠品系、性别、年龄、体重、饲养条件;雨蛙素剂量、给药途径和方案;分组和样本量
阅读提示:Methods 2.1 AP animal model
药物干预
TMPZ剂量、给药途径、时间;Z-WEHD-FMK剂量、给药途径
阅读提示:Methods 2.1 AP animal model
细胞模型建立
AR42J细胞来源;培养条件;雨蛙素浓度和处理时间;TMPZ处理浓度和时间
阅读提示:Methods 2.7 Establishment of AR42J cell AP model
NRF2敲低
siRNA序列;转染试剂;转染浓度和时间
阅读提示:Methods 2.8 NRF2-siRNA transfection
焦亡检测
透射电镜样品处理;Western blot抗体稀释比例;RT-qPCR引物序列
阅读提示:Methods 2.5 Transmission electron microscopy, 2.13 Western blotting, 2.12 RT-qPCR