氧化铈纳米颗粒通过JNK通路减轻甲状腺相关眼病的纤维化和炎症

Cerium oxide nanoparticles attenuates fibrosis and inflammation in thyroid-associated ophthalmopathy via JNK pathway.

作者信息Bo-Wen Wang, Ru Zhu, Ying Jin, Xuan Ouyang, Fa-Gang Jiang, Xing-Hua Wang
PMID40771890
发布时间2025-07-23
DOI10.3389/fmolb.2025.1580062

实验完整度

包含体外细胞实验(CCK-8、ROS检测、伤口愈合、RT-PCR、WB、ELISA),验证了CNPs的抗纤维化和抗炎作用及JNK通路机制,但缺乏动物模型或患者样本的体内验证,且样本量有限。

主要模型

TAO患者眼眶成纤维细胞(OFs)原代培养

重点核对

CNPs浓度范围:10、50、100 μg/mL,TGF-β浓度:5 ng/mL,处理时间:2天 Anisomycin浓度:5 μM,作为JNK激动剂 IL-1β浓度:5 ng/mL,处理时间:24小时 患者样本:8例TAO患者的眼眶脂肪组织,CAS ≤ 3/7(非活动期) 实验重复次数:≥3次,结果以均值±标准差表示,P<0.05为显著

摘要

目的:甲状腺相关眼病(TAO)是一种自身免疫性眼眶疾病,以眼外肌纤维化和眼眶炎症等病理改变为特征。氧化铈纳米颗粒(CeO2-NPs,CNPs)因其潜在的抗纤维化和抗炎特性在眼科学中日益受到关注。本研究旨在探讨CNPs对来源于TAO患者的眼眶成纤维细胞(OFs)纤维化和炎症的抑制作用。方法:通过原代培养8例TAO患者眼眶脂肪组织获得OFs。使用CCK8探讨CNPs和Anisomycin的安全作用浓度,并使用ROS检测试剂盒检测细胞内活性氧(ROS)的产生。采用伤口愈合实验检测OFs的纤维化程度。通过RT-PCR和WB检测Fibronectin、COL1A1、α-Smooth muscle action、Hyaluronan Synthase 2、c-Jun N-terminal Kinase(JNK)和pJNK的表达,通过ELISA检测透明质酸分泌。通过RT-PCR和ELISA检测炎症因子白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNFα)的表达。结果:低于100 μg/mL的CNPs和低于5 μM的Anisomycin不影响OFs增殖。CNPs抑制细胞内ROS的产生。CNPs抑制OFs纤维化并抑制纤维化指标的表达。这些抗纤维化作用是通过抑制JNK磷酸化介导的,并且可被JNK激动剂逆转。此外,CNPs降低炎症因子IL-6和TNF-α的mRNA水平和分泌。结论:CNPs通过降低JNK磷酸化来抑制TAO OFs的纤维化,并剂量依赖性地抑制TAO OFs的ROS产生和炎症反应。

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
CNPs能否通过抑制JNK磷酸化减轻TAO眼眶成纤维细胞的纤维化和炎症?
核心机制
CNPs通过抑制JNK磷酸化,从而减轻OFs纤维化,并剂量依赖性地抑制ROS产生和炎症反应。
主要证据
体外实验显示,CNPs处理降低TGF-β诱导的OFs迁移率、纤维化指标(Fibronectin、COL1A1、α-SMA、HAS2)的mRNA和蛋白水平,以及HA分泌;同时降低IL-6和TNF-α的mRNA和分泌水平。JNK激动剂Anisomycin可逆转CNPs的抗纤维化作用,并增加pJNK/JNK水平。
研究意义
研究结果为CNPs作为一种新型、经济且更安全的治疗TAO眼外肌纤维化和炎症的药物提供了理论基础。

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

确定CNPs和Anisomycin的安全作用浓度

确定不影响OFs增殖的CNPs和Anisomycin浓度,用于后续实验。

使用CCK-8检测不同浓度CNPs和Anisomycin处理OFs 2天后的细胞活性,确定安全浓度范围。

2

检测CNPs对ROS产生的影响

评估CNPs对OFs细胞内ROS水平的影响。

使用ROS检测试剂盒(DCFH-DA探针)结合激光共聚焦显微镜检测不同浓度CNPs及TGF-β诱导下OFs的ROS水平。

3

评估CNPs对OFs纤维化的抑制作用

验证CNPs是否抑制TGF-β诱导的OFs纤维化及透明质酸分泌。

通过伤口愈合实验检测细胞迁移,RT-PCR和WB检测纤维化指标(Fibronectin、COL1A1、α-SMA、HAS2)的表达,ELISA检测HA分泌。

4

验证JNK通路介导CNPs的抗纤维化作用

探讨CNPs抑制OFs纤维化的机制是否通过JNK通路。

使用JNK激动剂Anisomycin与CNPs联合处理,检测pJNK/JNK水平及纤维化指标的变化。

5

检测CNPs对炎症因子表达和分泌的影响

评估CNPs是否抑制IL-1β诱导的OFs炎症反应。

使用RT-PCR检测IL-6和TNF-α的mRNA水平,ELISA检测分泌水平。

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
杜氏改良Eagle培养基Servicebio--
青霉素-链霉素混合液Servicebio--
胎牛血清Procell--
氧化铈纳米颗粒Sigma-Aldrich544841-5G
转化生长因子-βMedChemExpressHY-P78168
白细胞介素-1βMedChemExpressHY-P7028
茴香霉素MedChemExpressHY-18982
细胞计数试剂盒-8文中未明确说明--
活性氧检测试剂盒BeyotimeS0033S
酶联免疫吸附测定试剂盒Elabscience--
FastPure细胞/组织总RNA提取试剂盒VazymeRC101
HiScript一步法反转录预混液VazymeR333-01
ChamQ通用型SYBR qPCR预混液VazymeQ711-02
BCA蛋白定量试剂盒BiosharpBL521A
纤连蛋白抗体Abmart--
α-平滑肌肌动蛋白抗体Abmart--
I型胶原蛋白α1链抗体Abmart--
c-Jun氨基末端激酶抗体Abmart--
磷酸化JNK抗体Abmart--
GAPDH抗体Abclonal--
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔二抗Servicebio--
电化学发光试剂AbbkineATVK07071
激光共聚焦扫描显微镜OLYMPUSIX51

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
原代培养
组织来源:8例TAO患者眼眶脂肪组织;患者年龄18-65岁,无其他眼部疾病和重大全身疾病;CAS≤3/7(非活动期);组织剪成1-2 mm³小块,加入0.5-1 mL DMEM,37°C, 5% CO2培养;传代至4-8代用于实验。
阅读提示:Methods部分2.2 Samples和2.3 Primary culture of OFs
细胞增殖检测
CNPs浓度梯度(0、10、50、100 μg/mL),Anisomycin浓度梯度(0、1、2、5、10 μM),处理时间2天,CCK-8检测450nm吸光度。
阅读提示:Methods部分2.4 Detection of cell proliferation activity及Results 3.1
ROS检测
CNPs浓度:0、10、50、100 μg/mL;TGF-β 5 ng/mL;Anisomycin 5 μM;DCFH-DA浓度10 μmol/L,孵育20分钟,激光共聚焦显微镜成像。
阅读提示:Methods部分2.5 Detection of antioxidative activity及Results 3.4
纤维化检测
CNPs浓度:10、50、100 μg/mL;TGF-β 5 ng/mL;处理时间2天;伤口愈合实验:细胞接种6孔板,1*10^6/孔,融合90-100%后无血清处理12小时,划痕,0、24、48小时成像;RT-PCR和WB检测纤维化指标(Fibronectin, COL1A1, α-SMA, HAS2);ELISA检测HA。
阅读提示:Methods部分2.6, 2.7, 2.8, 2.9及Results 3.2
炎症检测
CNPs浓度:10、50、100 μg/mL;IL-1β 5 ng/mL;处理时间24小时;RT-PCR和ELISA检测IL-6和TNF-α。
阅读提示:Methods部分2.7, 2.8及Results 3.5
统计方法
实验重复≥3次;结果以均值±标准差表示;组间比较使用t检验、单因素方差分析或非参数检验;P<0.05为显著。
阅读提示:Methods部分2.10 Statistical analysis