Galunisertib通过TGF-β/TRAF6/Beclin1信号通路减轻小鼠矽肺伴肺纤维化

Galunisertib attenuates pulmonary fibrosis with silicosis in mouse via TGF-β/TRAF6/Beclin1 signaling pathway.

作者信息Rou Li, Huimin Kang, Aoxiang Hu, Guo Chen, Tinghua Yan, Ting Liu, Shi Chen
PMID41378210
发布时间2025-11-16
DOI10.3389/fphar.2025.1702511

实验完整度

高

包含体内动物模型与体外细胞实验两个独立证据层级,并进行了分子 docking、Co-IP 和自噬/凋亡相关蛋白检测等机制验证。

主要模型

C57BL/6J小鼠矽肺模型 L929成纤维细胞 MH-S肺泡巨噬细胞

重点核对

小鼠模型: C57BL/6J雄性小鼠,6-8周龄,随机分为对照组、模型组、Galunisertib低剂量组(100μg/只)和高剂量组(300μg/只),模型组气管内注射晶体二氧化硅悬液 细胞模型: L929成纤维细胞分为对照组、Silica-M组、Silica-M+5μM Galunisertib组、Silica-M+10μM Galunisertib组,采用MH-S细胞上清刺激 Galunisertib给药方式: 腹腔注射,隔天一次,持续4周(动物实验),细胞实验浓度为5μM和10μM 检测终点: 56天(动物实验),细胞实验处理24小时,检测自噬标记物LC3II/I、p62、LAMP2及纤维化标志物Col-I、α-SMA

摘要

目的:矽肺以硅结节和弥漫性肺纤维化为特征。迄今为止,尚无有效治疗矽肺的方法。本研究旨在探讨TGF-β受体I激酶抑制剂Galunisertib对SiO2诱导的矽肺小鼠模型和细胞中自噬-溶酶体系统及肺纤维化的影响。方法:我们建立了二氧化硅诱导的肺纤维化小鼠和细胞模型。MTT法用于确定细胞实验的处理时间和剂量。细胞划痕实验用于探讨Galunisertib对二氧化硅刺激的成纤维细胞增殖和迁移能力的影响。通过伤口愈合评估细胞迁移,并通过分子对接和免疫共沉淀(Co-IP)验证TGF-β与TRAF6/Beclin1之间的相互作用。WB和qPCR用于检测各组TGF-β、Col-I和α-SMA的蛋白及转录水平,以及自噬相关蛋白LC3II/I、自噬底物蛋白p62、溶酶体相关膜蛋白LAMP2和通路相关蛋白TGF-β、TRAF6、Beclin1的表达水平。WB还用于检测各组小鼠肺组织和细胞中凋亡相关蛋白Cleaved-caspase 3的表达水平。结果:我们发现Galunisertib在体外和体内均具有良好的抗纤维化活性。4周的Galunisertib治疗显著改善了炎症和纤维化。此外,结果显示Galunisertib抑制TGF-β的表达,下调主要的纤维化蛋白胶原I和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达,从而逆转成纤维细胞向肌成纤维细胞转化(FMT)的进程。此外,Co-IP和分子对接实验的证据证实,这种抑制还涉及TRAF6和Beclin1的抑制。因此,Galunisertib给药显著改变了LC3和p62的蛋白水平,提示自噬-溶酶体系统可能参与肺纤维化。结论:这些发现表明,Galunisertib可通过抑制TGF-β/TRAF6/Beclin1信号通路调节矽肺小鼠肺组织和成纤维细胞的自噬。另一方面,Galunisertib调节自噬并抑制二氧化硅刺激的成纤维细胞的活化、增殖和迁移,减轻矽肺小鼠的纤维化。总之,Galunisertib可能是预防肺纤维化的潜在候选药物。

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
Galunisertib是否通过抑制TGF-β/TRAF6/Beclin1信号通路调节自噬,从而减轻矽肺小鼠的肺纤维化?
核心机制
Galunisertib抑制TGF-β表达,下调TRAF6和Beclin1,从而调节自噬-溶酶体系统(降低LC3II/I比值和p62水平,恢复LAMP2表达),抑制成纤维细胞活化、增殖和迁移,减轻肺纤维化。
主要证据
在SiO2诱导的小鼠模型和L929细胞中,Galunisertib显著降低TGF-β、Col-I、α-SMA表达,减少胶原沉积和肺纤维化;Co-IP和分子对接证实TGF-β与TRAF6和Beclin1存在相互作用;Western blot显示LC3II/I、p62降低,LAMP2升高。
研究意义
研究表明Galunisertib可能是治疗矽肺纤维化的潜在候选药物,为临床治疗提供新的思路和科学依据。

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

建立矽肺动物模型和细胞模型

模拟矽肺的病理过程,用于评估Galunisertib的作用。

小鼠气管内注射晶体二氧化硅悬液建立矽肺模型;L929成纤维细胞用MH-S细胞上清刺激模拟矽肺环境。设置对照组、模型组和不同剂量Galunisertib处理组。

2

检测Galunisertib对体内纤维化指标的影响

评估Galunisertib对矽肺小鼠肺组织病理变化和纤维化标志物的影响。

通过H&E和Masson染色评估肺组织病理变化和胶原沉积,测定肺指数和羟脯氨酸含量,并检测TGF-β、Col-I、α-SMA的蛋白和mRNA表达。

3

检测Galunisertib对细胞增殖和迁移的影响

验证Galunisertib对二氧化硅刺激的成纤维细胞增殖和迁移能力的影响。

通过MTT法检测细胞活力,细胞划痕实验检测迁移能力,并检测Col-I和α-SMA的表达。

4

分析Galunisertib的潜在分子靶点

探索Galunisertib作用的分子机制,特别是TGF-β、TRAF6和Beclin1之间的相互作用。

使用GENEMANIA和STRING数据库进行蛋白相互作用分析,通过分子对接模拟Galunisertib与TRAF6和Beclin1的结合,并通过Co-IP验证蛋白间相互作用。

5

验证TGF-β/TRAF6/Beclin1通路在体内外的变化

确认Galunisertib对TGF-β/TRAF6/Beclin1信号通路的影响。

通过Western blot和qPCR检测小鼠肺组织和L929细胞中TGF-β、TRAF6、Beclin1的表达水平,并检测K63泛素化水平。

6

评估Galunisertib对自噬和凋亡的影响

探究Galunisertib是否通过调节自噬和凋亡来改善矽肺纤维化。

通过Western blot和qPCR检测自噬相关蛋白LC3II/I、p62、LAMP2和凋亡相关蛋白Cleaved-caspase 3的表达。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
GalunisertibAlfabiotech Company700874-72-2
Min-U-Sil 5研磨二氧化硅US Silica Company--
LC3B抗体Cell Signaling Technology2775
p62抗体Cell Signaling Technology5114
Cleaved-caspase 3抗体Beyotime BiotechnologyAC033
Beclin1抗体Affinity BiosciencesAF5128
Collagen I抗体Affinity BiosciencesAF7001
Caspase 3抗体Affinity BiosciencesAF6311
GAPDH抗体Affinity BiosciencesAF7021
TRAF6抗体ABclonalA23385
TGF-β抗体ABclonalA21244
LAMP2抗体ABclonalA0593
α-SMA抗体ABclonalA17910
HRP标记山羊抗小鼠IgGABclonalAS003
HRP标记山羊抗兔IgGABclonalAS014
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
核蛋白提取试剂盒SolarbioR0050
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010
ECL化学发光试剂盒BiosharpBL520A
TRIzol试剂GenviewR011-100
Prime Script逆转录试剂盒ABclonalRK20429
SYBR Green定量PCR试剂盒ABclonalRK21204
羟脯氨酸检测试剂盒JianchengA030-2-1

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
小鼠品系、性别、年龄、体重;二氧化硅悬液浓度、给药途径(气管内注射);对照组处理
阅读提示:Materials and Methods 2.2 Animals and treatments;Figure 1B
药物处理
Galunisertib剂量(100μg/只、300μg/只)、给药方式(腹腔注射)、给药频率(隔天一次)、给药持续时间(4周)
阅读提示:Materials and Methods 2.2;Results 3.1
细胞模型建立与处理
L929细胞来源、MH-S细胞上清制备方法、Galunisertib浓度(5μM、10μM)、处理时间(24小时)
阅读提示:Materials and Methods 2.3 Cell culture and treatments;Results 3.4
自噬与凋亡检测
Western blot检测LC3II/I、p62、LAMP2、Cleaved-caspase 3的表达;qPCR检测相关基因转录水平
阅读提示:Materials and Methods 2.6、2.7;Results 3.3、3.7
分子机制验证
Co-IP实验条件(抗体、磁珠)、分子对接使用的软件(CB-Dock2)和蛋白结构来源(RCSB)
阅读提示:Materials and Methods 2.10、2.12;Results 3.5