人参皂苷Re通过上调GPX4/xCT信号通路减轻同型半胱氨酸诱导的内皮细胞铁死亡

Ginsenoside Re attenuates homocysteine-induced endothelial cell ferroptosis through upregulation of GPX4/xCT signaling.

作者信息Shaolin Li, Chenge Zhao, Shengqin Yu, Kaijing Yang, Shuying Zhang, Sixu Liu
PMID41356750
发布时间2025-11-21
DOI10.3892/etm.2025.13022

实验完整度

包含细胞活力检测、铁死亡指标测定、Western blot和分子对接等体外实验,但缺乏动物模型和体内验证。

主要模型

EA.hy926内皮细胞系

重点核对

Hcy浓度:2 mM,处理时间:24 h 人参皂苷Re浓度:12 μM和24 μM 分组:Control、Hcy、Hcy+Re(12μM)、Hcy+Re(24μM) 检测指标:细胞活力、ROS、脂质过氧化、铁离子、GSH、MDA,以及GPX4、SLC7A11、ACSL4蛋白表达

摘要

内皮功能障碍是动脉粥样硬化(AS)的关键病理生理基础。同型半胱氨酸(Hcy)引起血管损伤的潜在机制包括抑制内皮细胞生长、诱导内皮功能障碍和促进血管重塑。GPX4合成的抑制可导致脂质过氧化加剧,触发铁死亡。本研究旨在探讨人参皂苷Re是否通过上调谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)减轻同型半胱氨酸(Hcy)诱导的内皮细胞铁死亡。用不同浓度的Hcy处理EA.hy926细胞24小时后,使用MTT法评估细胞活力,以确定建立细胞损伤模型的合适Hcy浓度。然后将EA.hy926细胞分为以下四组:对照组、Hcy组、低剂量人参皂苷Re+Hcy组和高剂量人参皂苷Re+Hcy组。使用MTT法评估细胞活力,而使用BODIPY™ 581/591 C11探针测量细胞脂质过氧化水平。此外,使用2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯探针测量细胞内活性氧(ROS)含量,同时使用酶标仪结合相应的检测试剂盒测量细胞内谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)和总铁离子水平。此外,进行蛋白质印迹法检测细胞中GPX4、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)和长链脂酰辅酶A合成酶家族成员4的表达水平。结果表明,高剂量和低剂量人参皂苷Re均显著减轻了Hcy诱导的细胞活力降低,并降低了Hcy引起的ROS和脂质过氧化物水平的升高。高浓度人参皂苷Re有效缓解了Hcy诱导的MDA和总铁离子水平的升高以及GSH水平的降低。此外,蛋白质印迹结果显示,与对照组相比,Hcy组GPX4和SLC7A11表达水平较低,而ACSL4表达升高。相比之下,与Hcy组相比,低浓度和高浓度人参皂苷Re均显著增加GPX4和SLC7A11表达水平,并降低ACSL4表达水平。总之,人参皂苷Re显著增加了EA.hy926细胞中GPX4的表达水平,并减轻了Hcy诱导的内皮细胞铁死亡。人参皂苷Re可能通过减少铁死亡和保护内皮细胞来预防微血管内皮功能障碍及随后的组织损伤。

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
人参皂苷Re是否能通过上调GPX4/xCT信号通路减轻同型半胱氨酸诱导的内皮细胞铁死亡?
核心机制
人参皂苷Re通过上调GPX4和SLC7A11表达,增加GSH合成,降低脂质过氧化和铁离子水平,从而抑制铁死亡。
主要证据
MTT法显示人参皂苷Re逆转Hcy导致的细胞活力下降;荧光探针和流式检测显示减少ROS和脂质过氧化物;试剂盒检测显示降低MDA和铁离子、升高GSH;Western blot显示增加GPX4和SLC7A11表达、降低ACSL4表达;分子对接显示与GPX4、SLC7A11和ACSL4有强结合。
研究意义
为人参皂苷Re在抗动脉粥样硬化治疗中的应用提供基础。

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

Hcy诱导内皮细胞铁死亡模型的建立

确定Hcy诱导EA.hy926细胞铁死亡的最佳浓度。

用不同浓度Hcy(0-5 mM)处理EA.hy926细胞24小时,MTT法检测细胞活力;Western blot检测铁死亡相关蛋白表达;BODIPY染色检测脂质过氧化。

2

验证人参皂苷Re对erastin诱导铁死亡的影响

评估人参皂苷Re对铁死亡诱导剂erastin引起的细胞损伤的保护作用。

用不同浓度erastin(0-20 μM)处理细胞,确定5 μM用于后续实验;再用12或24 μM人参皂苷Re共同处理,MTT法检测细胞活力,Western blot检测GPX4表达。

3

验证人参皂苷Re对Hcy诱导铁死亡的保护作用

评估人参皂苷Re对Hcy诱导的细胞活力降低、氧化应激和铁死亡指标的影响。

EA.hy926细胞分为四组,用2 mM Hcy和/或12/24 μM人参皂苷Re处理24小时,检测细胞活力、ROS、铁离子、GSH、MDA和脂质过氧化水平。

4

分子对接分析人参皂苷Re与靶蛋白的结合

预测人参皂苷Re与GPX4、SLC7A11及ACSL4的结合能力。

从PubChem和PDB获取结构,使用AutoDock进行分子对接,计算结合能并可视化分析结合位点。

5

Western blot检测铁死亡相关蛋白表达

验证人参皂苷Re对Hcy诱导的铁死亡相关蛋白表达的影响。

细胞用2 mM Hcy和/或12/24 μM人参皂苷Re处理24小时后,提取蛋白,Western blot检测GPX4、SLC7A11和ACSL4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
DMEM/F12培养基Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.11330032
胎牛血清Ausgenex Pvt Ltd.LV-FBSCN500S
青霉素-链霉素Beyotime BiotechnologyC0222
同型半胱氨酸MilliporeSigmaH4628
爱拉斯汀MedChemExpressHY-15763
人参皂苷ReBeijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.SG8310
BODIPY™ 581/591 C11探针Thermo Fisher Scientific, Inc.D3861
2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯Beyotime Institute of BiotechnologyS0033S
含DAPI的抗淬灭封片剂Beyotime Institute of BiotechnologyP0131
总铁含量比色法检测试剂盒Applygen Technologies, Inc.E1042
GSH检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA006-2-1
MDA检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA003-4-1
RIPA裂解液Beyotime Institute of BiotechnologyP0038
抗GPX4抗体Abcamab125066
抗SLC7A11抗体Abcamab300667
抗ACSL4抗体Abcamab155282
抗GAPDH抗体Abcamab8245
辣根过氧化物酶标记二抗Thermo Fisher Scientific, Inc.XD345904
PVDF膜----
BD FACSCalibur™流式细胞仪BD Biosciences--
荧光显微镜Olympus Corporation--
Odyssey CLx成像系统LI-COR, Inc.--
GraphPad Prism软件GraphPad; Dotmatics--

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
细胞系:EA.hy926;培养基:DMEM/F12;血清浓度:10% FBS;培养条件:37°C,5% CO2
阅读提示:Materials and methods - Cell culture
药物处理
Hcy浓度:2 mM;人参皂苷Re浓度:12和24 μM;处理时间:24 h
阅读提示:Materials and methods - Flow cytometry (FCM) to assess the cellular levels of lipid ROS (Lip-ROS);Results - Ginsenoside Re may alleviate Hcy-induced endothelial cell ferroptosis
细胞活力检测
MTT法:细胞密度1x10^5/孔(96孔板);MTT浓度和孵育时间;DMSO溶解;检测波长570 nm
阅读提示:Materials and methods - Cell toxicity assay
脂质过氧化检测
BODIPY 581/591 C11探针浓度:10 μM;孵育时间:30 min;流式细胞仪分析(10,000个事件)
阅读提示:Materials and methods - Flow cytometry (FCM) to assess the cellular levels of lipid ROS (Lip-ROS)
Western blotting
蛋白上样量:20 μg/泳道;凝胶浓度:10% SDS-PAGE;一抗稀释比例:1:2000;二抗稀释比例:1:5000;检测系统:Odyssey CLx
阅读提示:Materials and methods - Western blotting