ALDH2激活剂Alda-1预处理通过诱导自噬保护大鼠肝脏免受缺血/再灌注损伤

Pretreatment with the ALDH2 activator Alda‑1 protects rat livers from ischemia/reperfusion injury by inducing autophagy.

作者信息Zhongzhong Liu, Shaojun Ye, Xiang Zhong, Wei Wang, Chin-Hui Lai, Wang Yang, Pengpeng Yue, Jun Luo, Xiaoying Huang, Zibiao Zhong, Yan Xiong, Xiaoli Fan, Ling Li, Yanfeng Wang, Qifa Ye
PMID32705206
发布时间2020-09
DOI10.3892/mmr.2020.11312

实验完整度

中

该研究使用大鼠HIRI模型,包含肝功能检测、组织学检查、氧化应激指标、自噬相关蛋白检测和信号通路分析,但缺少体外实验和基因操作验证。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠70%肝脏缺血再灌注模型

重点核对

Alda-1剂量10 mg/kg,腹腔注射,缺血前30分钟 Daidzin剂量100 mg/kg,腹腔注射,缺血前30分钟 70%肝脏缺血时间60分钟 再灌注时间点6小时和24小时 每组6只大鼠

摘要

肝缺血/再灌注损伤(HIRI)是一个复杂的病理生理过程,常导致不良的临床预后。临床上,缓解HIRI的有效手段有限。本研究旨在探讨线粒体乙醛脱氢酶2(ALDH2)激活剂Alda-1是否对HIRI具有保护作用,并研究其保护作用的潜在机制。在部分(70%)肝脏温缺血前30分钟,Sprague-Dawley大鼠给予Alda-1或ALDH2抑制剂大豆苷元处理以诱导HIRI。48只大鼠随机分为四组:假手术组、缺血损伤(IR)组、IR-Alda-1组和IR-大豆苷元组。再灌注6和24小时后,收集血清和肝组织样本并储存以备进一步实验。使用丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶和HE染色评估肝损伤。使用western blotting和逆转录定量PCR检测相关蛋白和mRNA的表达。使用TUNEL染色观察肝细胞凋亡。使用透射电子显微镜检测线粒体损伤。Alda-1预处理改善了HIRI诱导的肝功能损伤并减轻了组织学病变。Alda-1还提高了HIRI后ALDH2活性。此外,Alda-1预处理减少了毒性醛4-羟基壬烯醛的积累,降低了活性氧和丙二醛的产生,逆转了肝线粒体损伤,减轻了肝细胞凋亡,抑制了HIRI诱导的炎症反应,包括高迁移率族蛋白B1/Toll样受体4信号。Alda-1还通过上调自噬相关蛋白7和Rab7,增加微管相关蛋白1轻链3αII/I比值,抑制p62表达来诱导自噬。ALDH2诱导的自噬依赖于AKT/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和AMP活化蛋白激酶(AMPK)信号通路的激活。总之,本研究发现Alda-1可能通过AKT/mTOR和AMPK信号通路诱导自噬,从而保护肝脏免受HIRI诱导的损伤,包括肝酶损伤、乙醛积累、氧化应激、肝细胞凋亡和炎症。因此,ALDH2可能成为HIRI临床治疗的潜在药物靶点。

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
Alda-1预处理是否通过激活ALDH2减轻肝脏缺血再灌注损伤,并探究其潜在机制。
核心机制
Alda-1通过激活AKT/mTOR和AMPK信号通路诱导自噬,从而减轻HIRI。
主要证据
使用大鼠HIRI模型,通过肝功能检测、HE染色、TUNEL染色、TEM、Western blot等证实Alda-1降低ALT/AST、减少4-HNE/ROS/MDA、减少凋亡、抑制炎症,并诱导自噬。
研究意义
ALDH2可能成为HIRI临床治疗的潜在药物靶点。

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

建立大鼠HIRI模型

模拟临床肝缺血再灌注损伤,评估Alda-1的保护作用。

Sprague-Dawley大鼠行70%肝脏缺血60分钟,再灌注6或24小时,建立HIRI模型。Alda-1或Daidzin预处理。

2

评估肝功能和组织学损伤

检测Alda-1对HIRI后肝功能和肝组织损伤的影响。

检测血清ALT和AST水平,肝脏HE染色评估组织学损伤,使用Suzuki评分。

3

检测ALDH2活性和氧化应激指标

验证Alda-1是否增加ALDH2活性并减轻氧化应激。

测量肝组织ALDH2活性、4-HNE水平、ROS水平、MDA水平。

4

观察线粒体损伤和肝细胞凋亡

评估Alda-1对线粒体损伤和肝细胞凋亡的影响。

使用透射电镜观察线粒体形态,TUNEL染色检测凋亡细胞。

5

检测炎症因子表达

探究Alda-1对HIRI诱导的炎症反应的影响。

检测HMGB1、TLR4及炎症因子(IFN-γ、IL-1β、IL-6、TNF-α)的蛋白和mRNA水平,以及血清细胞因子水平。

6

评估自噬相关蛋白表达

验证Alda-1是否诱导自噬。

检测自噬相关蛋白Beclin1、ATG7、p62、Rab7和LC3II/I比值。

7

分析信号通路激活

探究Alda-1诱导自噬的信号机制。

检测AKT、mTOR、S6、AMPK及其磷酸化水平。

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
Alda-1MedChemExpressHY-18936
大豆苷元MedChemExpressHY-N0018
二甲基亚砜Sigma-Aldrich; Merck KGaA--
ALT ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-BC-K235-M
AST ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-BC-K236-M
TNF-α ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-R0019c
IL-1β ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-R0012c
IL-6 ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-R0015c
4-HNE ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-0128c
ALDH2活性检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA075-1-1
4-HNE检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteH268
MDA检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA003-1-2
ROS检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteE004-1-1
RIPA裂解缓冲液Beyotime Biotechnology--
蛋白酶抑制剂Roche Applied Science--
磷酸酶抑制剂Roche Applied Science--
BCA试剂盒Wuhan Servicebio TechnologyG2026
抗ALDH2抗体ProteinTech Group15310-1-AP
抗4-HNE抗体Abcamab46545
抗HMGB1抗体ProteinTech Group10829-1-AP
抗TLR4抗体ProteinTech Group19811-1-AP
抗Beclin1抗体ProteinTech Group11306-1-AP
抗ATG7抗体ProteinTech Group67341-1-IG
抗p62抗体ProteinTech Group18420-1-AP
抗Rab7抗体ProteinTech Group55469-1-AP
抗LC3抗体ProteinTech Group14600-1-AP
抗AKT抗体ProteinTech Group10176-2-AP
抗磷酸化AKT (Thr308)抗体Cell Signaling Technology13038T
抗mTOR抗体ProteinTech Group20657-1-AP
抗磷酸化mTOR (Ser2448)抗体Cell Signaling Technology2971S
抗S6抗体ProteinTech Group14823-1-AP
抗磷酸化S6 (Ser240/244)抗体Cell Signaling Technology5364T
抗AMPK抗体Cell Signaling Technology2793S
抗磷酸化AMPK (Thr172)抗体Cell Signaling Technology2535T
抗β-actin抗体ProteinTech Group20536-1-AP
山羊抗小鼠HRP标记二抗ProteinTech GroupSA00001-1
山羊抗兔HRP标记二抗ProteinTech GroupSA00001-2
ECL化学发光试剂Wuhan Servicebio TechnologyG2020
抗HMGB1多克隆抗体ProteinTech Group10829-1-AP
抗TLR4抗体ProteinTech Group19811-1-AP
聚合物HRP标记抗兔IgGProteinTech GroupSA00001-2
DAB显色试剂盒文中未明确说明--
抗IL-6抗体ProteinTech Group21865-1-AP
Alexa Fluor 555标记山羊抗兔二抗Beyotime BiotechnologyP0179
DAPIBeyotime BiotechnologyC1002
TRIzol试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific--
逆转录试剂盒Thermo Fisher Scientific--
SYBR GreenYeasen Biotechnology--
TUNEL检测试剂盒Roche Diagnostics--
Tecnai G2 20 Twin透射电子显微镜FEI; Thermo Fisher Scientific--
SPSS 16.0软件SPSS, Inc.--

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
大鼠品系、性别、年龄、体重;缺血程度、时长、再灌注时间;药物剂量、给药方式、给药时间
阅读提示:Materials and methods: Experimental design and animal model establishment
肝功能检测
血清ALT和AST检测试剂盒及方法
阅读提示:Materials and methods: Analysis of liver enzymes and serum analytes
组织学分析
HE染色步骤、Suzuki评分标准
阅读提示:Materials and methods: Histopathology
ALDH2活性检测
ALDH2活性检测方法
阅读提示:Materials and methods: Determination of ALDH2 activity
氧化应激分析
4-HNE、MDA、ROS检测试剂盒和方法
阅读提示:Materials and methods: Oxidative stress analysis
蛋白质检测
抗体信息、稀释比例、内参选择、定量方法
阅读提示:Materials and methods: Western blotting
基因表达
RNA提取、逆转录、PCR条件、引物序列
阅读提示:Materials and methods: Reverse transcription-quantitative PCR (RT-qPCR)
凋亡检测
TUNEL染色步骤、凋亡率计算方法
阅读提示:Materials and methods: TUNEL staining
线粒体形态
电镜制样、观察参数
阅读提示:Materials and methods: Transmission electron microscopy (TEM)
统计分析
统计检验方法、数据表示方式、显著性水平
阅读提示:Materials and methods: Statistical analysis