Salubrinal通过eIF2α/ATF4信号通路对H2O2诱导的肌肉萎缩的保护作用

Protective effects of Salubrinal against H2O2-induced muscle wasting via eIF2α/ATF4 signaling pathway.

作者信息Siming Lin, Jingying Wu, Guili Lian, Weibin Wu, Weixiao Chen, Ai Chen, Li Luo, Liangdi Xie
PMID40657639
发布时间2025-06-27
DOI10.3389/fphar.2025.1607606

实验完整度

包含体内老年小鼠样本的ERS标志物检测和体外C2C12肌管的功能验证,但缺乏动物水平的药物干预验证。

主要模型

C2C12肌管细胞 老年小鼠腓肠肌样本

重点核对

H2O2浓度:300 μmol/L,处理48小时 Salubrinal浓度:10 μmol/L,预处理1小时 C2C12细胞分化:2%马血清处理5天 凋亡检测:Hoechst33342/PI双染和TUNEL染色

摘要

背景:内质网应激在骨骼肌生理和病理中发挥关键作用,但确切机制尚不清楚。Salubrinal是eIF2α去磷酸化的选择性抑制剂,已被证明是多种疾病的潜在治疗剂,但其对肌肉减少症的影响尚不明确。本研究探讨了salubrinal对H2O2诱导的肌细胞损伤的保护作用及其对eIF2α/ATF4信号通路的影响。方法:使用老年小鼠的腓肠肌样本和培养的C2C12肌管,通过Western blotting、免疫荧光和凋亡实验探讨salubrinal的作用。结果:我们的结果表明,H2O2处理诱导显著的肌细胞损伤,表现为MHC1表达降低和细胞凋亡增加。Salubrinal以浓度依赖性方式缓解这些效应,保持MHC1表达并减少细胞凋亡。此外,salubrinal增强了p-eIF2α和ATF4的表达,提示其保护作用是通过eIF2α/ATF4通路介导的。结论:这些发现强调了salubrinal作为肌肉萎缩疾病(特别是与氧化应激和内质网应激相关的疾病)治疗剂的潜力。

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
Salubrinal是否能保护H2O2诱导的肌细胞损伤,以及这种保护是否与eIF2α/ATF4信号通路有关。
核心机制
Salubrinal通过抑制eIF2α去磷酸化,增强p-eIF2α和ATF4表达,从而减轻氧化应激诱导的肌管损伤和凋亡。
主要证据
Western blot显示H2O2降低MHC1表达,salubrinal浓度依赖性恢复MHC1;TUNEL和PI染色显示salubrinal减少凋亡细胞;同时salubrinal增加p-eIF2α和ATF4蛋白表达。
研究意义
为肌肉萎缩(尤其与氧化应激和内质网应激相关)的治疗提供潜在药物靶点和科学依据。

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

验证衰老相关ERS标志物

检测老年小鼠腓肠肌中内质网应激水平是否随年龄增加。

利用Western blot和免疫组化检测GRP78和CHOP在年轻、中年和老年小鼠腓肠肌中的表达。

2

建立H2O2诱导的肌管损伤模型

确定H2O2诱导C2C12肌管损伤的合适浓度和时间。

用不同浓度(30-3000 μmol/L)H2O2处理肌管48小时,以及用300 μmol/L H2O2处理不同时间(24-96小时),通过Western blot检测MHC1表达。

3

评估Salubrinal的保护作用

验证salubrinal是否能缓解H2O2诱导的肌管损伤和凋亡。

用不同浓度(0.1-30 μmol/L)salubrinal预处理1小时,再加入300 μmol/L H2O2处理48小时,检测MHC1表达、细胞形态、凋亡(PI和TUNEL染色)。

4

检测eIF2α/ATF4通路变化

探究salubrinal的保护作用是否通过eIF2α/ATF4通路介导。

用10 μmol/L salubrinal预处理1小时,300 μmol/L H2O2处理24小时,Western blot检测p-eIF2α、eIF2α、ATF4和CHOP蛋白表达。

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
验证分子表达变化
验证细胞功能变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
抗eIF2α抗体 (D7D3)Cell Signaling TechnologyD7D3
抗磷酸化eIF2α抗体 (Ser51) (D9G8)Cell Signaling TechnologyD9G8
抗CHOP抗体 (L63F7)Cell Signaling TechnologyL63F7
抗β-actin抗体 (#3700)Cell Signaling Technology#3700
抗GAPDH抗体 (60004-1-Ig)Proteintech60004-1-Ig
抗β-Tubulin抗体 (66240-1-Ig)Proteintech66240-1-Ig
抗MHC1抗体Developmental Studies Hybridoma Bank--
抗Atrogin-1抗体 (ab168372)Abcamab168372
抗GRP78抗体 (ab21685)Abcamab21685
抗MuRF-1抗体 (55456-1-AP)Proteintech55456-1-AP
抗ATF4抗体 (60035-1-Ig)Proteintech60035-1-Ig
Alexa Fluor 594标记二抗 (ZF-0516)Zhongshan Golden BridgeZF-0516
Alexa Fluor 488标记二抗 (ZF-051)Zhongshan Golden BridgeZF-051
DeadEnd™ 荧光TUNEL系统 (G3250)PromegaG3250
Hoechst 33342/PI双染色试剂盒Solarbio--
SalubrinalMedChemExpress--
过氧化氢溶液Sigma-Aldrich--
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
马血清----
DAPICell Signaling Technology--

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
衰老样本检测
小鼠年龄:5、15、22月龄;每组8只;组织:腓肠肌。
阅读提示:Methods 2.2 Animal model and experimental design
细胞分化
C2C12细胞培养于含10%FBS和1%青霉素-链霉素的高糖DMEM,融合至90%以上后用含2%马血清的DMEM诱导5天。
阅读提示:Methods 2.4 Cell culture, differentiation and treatment
H2O2处理
H2O2浓度300 μmol/L,处理48小时;血清饥饿4小时。
阅读提示:Results 3.3 H2O2 induces myotubular cell injury
Salubrinal处理
Salubrinal浓度10 μmol/L,预处理1小时。
阅读提示:Results 3.4 Effect of Salubrinal on H2O2-induced myotube damage
凋亡检测
Hoechst33342/PI双染和TUNEL染色的操作流程和计数方法。
阅读提示:Methods 2.7 Hoechst 33342/PI double staining assay 和 2.8 TUNEL analysis