红甘蓝外泌体样纳米颗粒抑制LPS诱导的RAW264.7细胞炎症和氧化应激

Red cabbage exosome-like nanoparticles inhibited LPS-induced inflammation and oxidative stress in RAW264.7 cells.

作者信息Jie Cao, Jing Zhang, Ling Yan, Changhong Liu, Yaqian Wang, Yaqi Cao, Lei Zheng
PMID40655275
发布时间2025-06-13
DOI10.1007/s10068-025-01904-0

实验完整度

实验包括细胞活力、摄取、炎症因子检测、信号通路分析、氧化应激指标检测及抑制剂验证,但主要限于体外细胞实验,缺乏动物模型和患者样本验证,整体完整度中等。

主要模型

RAW264.7小鼠巨噬细胞系

重点核对

细胞系:RAW264.7,购自Procell Life Science and Technology Company(武汉,中国) LPS处理浓度:1 μg/mL,处理时间24小时 RELNs浓度:40和80 μg/mL,与LPS共处理24小时 Nrf2抑制剂ML385浓度:5 μM 统计方法:单因素方差分析(ANOVA)后Tukey事后检验,显著性水平P<0.05

摘要

过度的炎症和氧化应激会加速炎症性疾病。植物外泌体样纳米颗粒显示出抗炎和抗氧化的治疗能力。本研究探讨了红甘蓝外泌体样纳米颗粒(RELNs)对脂多糖(LPS)诱导的巨噬细胞炎症和氧化应激的影响。RELNs抑制了TLR4/NF-κB通路的表达,并阻断了NF-κB p65从细胞质进入细胞核。此外,RELNs降低了ROS水平,减轻了线粒体的氧化损伤,并增加了巨噬细胞中抗氧化酶的活性。重要的是,RELNs促进了Nrf2/Keap1通路介导的抗氧化基因的表达,并增加了Nrf2从细胞质进入细胞核。研究进一步表明,RELNs可能依赖于Nrf2的表达来降低炎症反应。总之,RELNs在体外能够降低LPS诱导的巨噬细胞炎症和氧化应激,提示RELNs在临床炎症性疾病中的治疗潜力。

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
研究红甘蓝外泌体样纳米颗粒(RELNs)对LPS诱导的巨噬细胞炎症和氧化应激的影响及其机制。
核心机制
RELNs通过抑制TLR4/NF-κB通路和阻断NF-κB p65核转位来减轻炎症,同时通过激活Nrf2/Keap1通路促进抗氧化基因表达以减轻氧化应激,且其抗炎作用依赖于Nrf2表达。
主要证据
体外实验显示,RELNs降低NO、TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症因子水平,抑制M1型标志物CD86和Mincle;降低ROS和MDA,恢复线粒体膜电位和数量,增加SOD、CAT、GSH-Px活性;上调Nrf2、HO-1等表达;使用ML385抑制Nrf2后,RELNs的抗炎效果减弱。
研究意义
该研究为RELNs作为临床炎症性疾病治疗剂提供了理论基础,并有助于开发功能性膳食补充剂。

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

RELNs的分离与表征

获取并验证RELNs的纳米颗粒特性,包括大小、形态、表面电荷等。

从红甘蓝中提取RELNs,通过NTA测定粒径和浓度,Zetasizer测定zeta电位,TEM观察形态,BCA测定蛋白含量。

2

细胞活力与摄取实验

评估RELNs对RAW264.7细胞的毒性和摄取能力。

MTT法检测不同浓度RELNs处理24和48小时的细胞活力;使用DIO标记RELNs,检测其被细胞摄取的情况。

3

炎症因子和M1极化检测

验证RELNs对LPS诱导的RAW264.7细胞炎症反应的影响。

使用Griess试剂检测NO含量,RT-qPCR和ELISA检测炎症因子(iNOS, TNF-α, IL-1β, IL-6)以及M1/M2标记物(CD86, Mincle, CD206, Arg1)的表达。

4

TLR4/NF-κB通路检测

探究RELNs是否通过抑制TLR4/NF-κB通路发挥抗炎作用。

RT-qPCR检测TLR4、CD14、MyD88、TRAF6、NF-κB的mRNA水平,ELISA检测TLR4和NF-κB蛋白水平,免疫荧光检测NF-κB p65的核转位。

5

氧化应激和线粒体功能检测

评估RELNs对LPS诱导的氧化应激和线粒体损伤的保护作用。

DCFH-DA荧光探针检测ROS,Rh123染色检测线粒体膜电位(MMP),Mito-Tracker Green染色观察线粒体含量,同时检测MDA含量和SOD、CAT、GSH-Px活性。

6

Nrf2/Keap1通路激活检测

探究RELNs是否通过激活Nrf2/Keap1通路来增强抗氧化能力。

RT-qPCR检测Nrf2、Keap1、HO-1、NQO1、GCLM的mRNA表达,免疫荧光检测Nrf2的核转位。

7

Nrf2依赖性抗炎验证

验证RELNs的抗炎作用是否依赖于Nrf2表达。

使用Nrf2特异性抑制剂ML385(5 μM)阻断Nrf2,通过RT-qPCR和Western blot检测Nrf2、HO-1及炎症因子(TNF-α、IL-1β、IL-6、NF-κB)的表达,以及核内NF-κB p65水平。

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基础培养基Invitrogen-Gibco--
胎牛血清Clark Bioscience--
青霉素Invitrogen-Gibco--
链霉素Invitrogen-Gibco--
脂多糖Sigma-Aldrich--
MTTAladdin Biochemical Technology--
DIO染料Thermo Fisher Scientific--
DAPI----
DCFH-DA荧光探针Aladdin Biochemical Technology--
罗丹明123Macklin Biochemical--
Mito-Tracker Green溶液Beyotime Biotechnology--
Western及IP细胞裂解液Beyotime Biotechnology--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Biotechnology--
核浆蛋白提取试剂盒Beyotime Biotechnology--
PVDF膜----
增强化学发光系统Beyotime--
TNF-α、IL-1β、IL-6、TLR4、NF-κB ELISA试剂盒Sino Best Bio--
MDA检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
SOD检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
CAT检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
GSH-Px检测试剂盒Nanjing Jiancheng--
外泌体分离试剂盒Umibio--
Zetasizer Nano-ZSE粒度仪Malvern--
透射电子显微镜JEM-1400 flash--
CFX Connect PCR仪Bio-Rad--
酶标仪Bio-Tek--
共聚焦激光扫描显微镜Zeiss-800--
荧光显微镜Molecular Devi--

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
细胞培养与处理
细胞系:RAW264.7;培养基:DMEM基础培养基加10%FBS、1%青霉素、1%链霉素;LPS处理浓度:1 μg/mL;RELNs浓度:40和80 μg/mL;处理时间:24小时
阅读提示:见Materials and methods中的Cell culture部分
炎症因子检测
NO含量检测(Griess试剂);炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6的mRNA和蛋白水平;M1/M2标记物(CD86, Mincle, CD206, Arg1)的mRNA水平
阅读提示:见Materials and methods中的The content of nitric oxide (NO)、RT-qPCR、ELISA部分,以及Figure 2
TLR4/NF-κB通路检测
TLR4、CD14、MyD88、TRAF6、NF-κB的mRNA和蛋白水平;NF-κB p65的核转位情况(免疫荧光)
阅读提示:见Materials and methods中的RT-qPCR、ELISA、Cell immunofluorescence analysis部分,以及Figure 3
氧化应激和线粒体功能检测
ROS水平(DCFH-DA);MDA含量;SOD、CAT、GSH-Px活性;线粒体膜电位(Rh123);线粒体含量(Mito-Tracker Green)
阅读提示:见Materials and methods中的ROS detection、Measurement of MMP、Measurement of mitochondrial content、Antioxidant enzyme activity and lipid peroxidation assay部分,以及Figure 4和Figure S1
Nrf2/Keap1通路检测
Nrf2、Keap1、HO-1、NQO1、GCLM的mRNA水平;Nrf2的核转位(免疫荧光)
阅读提示:见Materials and methods中的RT-qPCR、Cell immunofluorescence analysis部分,以及Figure 5
Nrf2依赖性验证
ML385(Nrf2抑制剂)浓度:5 μM;处理方式:ML385预处理后与RELNs共处理;检测Nrf2、HO-1、炎症因子(TNF-α、IL-1β、IL-6、NF-κB)的mRNA和蛋白水平;核内NF-κB p65水平
阅读提示:见Materials and methods中的Cell culture、RT-qPCR、Western blotting部分,以及Figure 6