黄龙胆提取物调节原代和银屑病样角质形成细胞中的神经酰胺合成

Gentiana lutea Extract Modulates Ceramide Synthesis in Primary and Psoriasis-Like Keratinocytes.

作者信息Fabian Gendrisch, Anna Nováčková, Michaela Sochorová, Birgit Haarhaus, Kateřina Vávrová, Christoph M Schempp, Ute Wölfle
PMID32316273
期刊Molecules
发布时间2020-04-16
DOI10.3390/molecules25081832

实验完整度

包含体外细胞实验(HPKs和银屑病样HPKs)、人皮肤组织免疫组化分析及脂质检测,有功能验证和部分机制验证,但缺少体内动物模型。

主要模型

人原代角质形成细胞(HPKs) 银屑病样角质形成细胞(细胞因子刺激的HPKs) 银屑病患者皮损组织 健康皮肤组织

重点核对

HPKs处理条件:GE 200 μg/mL,处理1周(脂质分析)或24小时(基因表达分析) 银屑病样HPKs诱导:IL-17、IL-22、TNF-α和IFN-γ各20 ng/mL,处理24小时 皮肤组织样本:银屑病皮损和健康皮肤,n=3 统计分析:未配对Student t检验,显著性水平p≤0.05

摘要

黄龙胆是一种苦味草药,传统上用于改善胃部疾病。最近,我们已表明黄龙胆提取物(GE)也能在体外和体内调节人角质形成细胞的脂质代谢。在本研究中,我们研究了GE对人原代角质形成细胞(HPKs)和银屑病样角质形成细胞中神经酰胺合成的作用。我们证明,GE增加了葡糖神经酰胺和神经酰胺AS/AdS亚类的浓度,而不影响HPKs中的总神经酰胺含量。与健康皮肤相比,银屑病皮损中神经酰胺合酶3(CERS3)和延伸酶(ELOVL1和4)的表达降低。通过用参与银屑病发病机制的细胞因子(IL-17、TNF-α、IL-22和IFN-γ)刺激HPKs而产生的银屑病样HPKs显示IL-6、IL-8水平升高,DEFB4A表达增加,以及ELOVL4表达降低。GE处理部分挽救了银屑病样HPKs中ELOVL4表达的降低,并增强了CERS3的表达。本研究表明,GE调节角质形成细胞中的神经酰胺合成。因此,GE可能是一种新型的局部治疗方法,用于治疗脂质组成改变如银屑病的皮肤病。

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
黄龙胆提取物(GE)是否能调节角质形成细胞中的神经酰胺合成,特别是通过调节长链神经酰胺生成相关酶(ELOVLs、CerS)的表达?
核心机制
GE通过上调ELOVL4和CERS3的表达,增加葡糖神经酰胺和神经酰胺AS/AdS亚类的合成,部分挽救了银屑病样角质形成细胞中ELOVL4的下调。
主要证据
HPTLC分析显示GE处理增加HPKs中葡糖神经酰胺和神经酰胺AS/AdS浓度;qPCR显示GE增加CERS3表达并部分恢复ELOVL4表达;免疫组化显示银屑病皮损中CERS3、ELOVL1和ELOVL4表达降低。
研究意义
作者提出,局部使用GE可能有助于预防和/或治疗银屑病,因为GE部分挽救了银屑病样角质形成细胞中ELOVL4的下调并增加CERS3表达,可能改善皮肤屏障功能。

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

GE对正常角质形成细胞脂质浓度的影响

确定GE处理是否改变HPKs中神经酰胺及其前体(葡糖神经酰胺、鞘磷脂)的浓度。

用GE(200 μg/mL)处理HPKs 1周(每两天更换培养基),通过HPTLC分析脂质浓度。

2

银屑病皮损与健康皮肤中脂质及酶表达的比较

比较银屑病皮损与健康皮肤中神经酰胺、葡糖神经酰胺含量及CERS3、ELOVL1、ELOVL4蛋白表达。

对石蜡包埋的皮肤组织进行HE染色、免疫组化检测Ki67、filaggrin、keratin 16、psoriasin、ceramide、glucosylceramide、CerS3、ELOVL1和ELOVL4。

3

银屑病样角质形成细胞的建立与验证

建立银屑病样HPKs模型并验证其表型特征。

用细胞因子(IL-17A、IL-22、TNF-α和IFN-γ)处理HPKs 24小时,检测IL-6、IL-8(ELISA)和DEFB4A基因表达(qPCR)。

4

GE对ELOVL4和CERS3表达的影响

评估GE处理对正常和银屑病样HPKs中ELOVL4和CERS3基因表达的影响。

用GE(200 μg/mL)处理HPKs和银屑病样HPKs 24小时,通过qPCR检测ELOVL4和CERS3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
抗CerS3抗体Antikörper-online--
抗ELOVL1抗体Elabscience--
抗ELOVL4抗体Abcam--
抗角蛋白16抗体Santa Cruz--
抗Ki-67抗体DCS--
抗丝聚蛋白抗体Santa Cruz--
抗银屑病素抗体----
抗神经酰胺抗体Glycobiotech--
抗葡糖神经酰胺抗体Glycobiotech--
多连接生物素Agilent-Dako--
链霉亲和素-辣根过氧化物酶标记BioGenex--
AEC底物MyBioSource--
白细胞介素-22Peprotech--
白细胞介素-17APeprotech--
肿瘤坏死因子-αPeprotech--
干扰素-γPeprotech--
DermaLife培养基Cell System--
iScript cDNA合成试剂盒BIO-RAD1708890
SYBR Green qPCR预混液Thermo--
硅胶60 HPTLC板Merck--
Linomat 5Camag--
自动展开槽ADC 2Camag--
TLC扫描仪3Camag--
IL-6 ELISA试剂盒BD--
IL-8 ELISA试剂盒BD--

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
GE处理HPKs
GE浓度、处理时间、处理频率、HPKs来源
阅读提示:见4.6节 Lipid Analysis 和4.3节 Cell Culture
银屑病样HPKs诱导
细胞因子种类及浓度、处理时间、GE预处理与否
阅读提示:见4.3节 Cell Culture 和 Figure 4 图注
皮肤组织免疫组化
样本类型(皮损/健康)、样本量、切片厚度、抗体及稀释度
阅读提示:见4.1节 Antibodies and Reagents 和4.5节 Immunohistochemical Staining
脂质分析(HPTLC)
细胞培养条件、GE浓度、处理时间、脂质提取方法、HPTLC溶剂体系
阅读提示:见4.6节 Lipid Analysis
RT-qPCR
RNA提取方法、逆转录试剂盒、SYBR Green试剂、引物序列、内参基因、相对定量方法
阅读提示:见4.4节 RT-PCR