Gintonin在人IL-1β刺激的成纤维样滑膜细胞和胶原诱导性关节炎小鼠中的炎症抑制活性

Inhibitory activity of gintonin on inflammation in human IL-1β-stimulated fibroblast-like synoviocytes and collagen-induced arthritis in mice.

作者信息Mijin Kim, Bongjun Sur, Thea Villa, Seung Yeol Nah, Seikwan Oh
PMID34295211
发布时间2021-07
DOI10.1016/j.jgr.2020.12.001

实验完整度

包含体外细胞实验(FLS细胞)和体内动物模型(CIA小鼠),并通过功能验证(炎症因子、NO/ROS)及机制验证(MAPK、NF-κB通路)支持结论。

主要模型

人IL-1β刺激的成纤维样滑膜细胞(FLS) 胶原诱导性关节炎小鼠模型(DBA/1J小鼠)

重点核对

Gintonin浓度:0.1、1、5、10 μg/ml(体外) FLS细胞处理:Gintonin预处理1小时,IL-1β(10 ng/ml)刺激 CIA小鼠分组:正常组、关节炎组、Gintonin 25/50/100 mg/kg组,每组6只 Gintonin口服给药:从第15天起每两天一次,直至第43天 体内评估指标:体重、关节炎评分、吱吱声评分、爪体积及H&E和safranin-O染色

摘要

背景:Gintonin是一种新从人参根中提取的糖脂蛋白。本研究旨在探讨Gintonin对关节炎中具有重要作用的各种蛋白酶和炎症介质的抗关节炎功效。方法:用Gintonin处理成纤维样滑膜细胞(FLS),1小时后用白细胞介素(IL)-1β刺激。使用MitoSOX和H2DCFDA实验测量Gintonin的抗氧化作用。通过RT-PCR、western blot和ELISA分析炎症介质的表达水平,检测Gintonin的抗关节炎功效。还使用western blot、ELISA和免疫细胞化学分析了丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路的磷酸化和核因子kappa B(NF-κB)/p65向核内的易位。使用胶原诱导性关节炎(CIA)小鼠模型。小鼠每2天口服给予Gintonin(25、50和100 mg/kg),持续45天。测量体重、关节炎评分、吱吱声评分和爪体积作为行为参数。处死后,进行H&E和safranin-O染色用于组织学分析。结果:Gintonin显著抑制炎症中间体的表达。Gintonin通过JNK和ERK MAPK磷酸化阻止NF-κB/p65进入细胞核。此外,Gintonin抑制了CIA小鼠模型的关节炎症状。结论:结果证明了Gintonin的抗氧化和抗炎作用,并最终证明了抗关节炎作用。总的来说,Gintonin具有作为关节炎治疗剂的巨大潜力。

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
Gintonin是否具有抗关节炎作用,其潜在机制是什么?
核心机制
Gintonin通过抑制JNK和ERK MAPK的磷酸化,进而阻断NF-κB/p65的核转位,从而抑制炎症介质的表达。
主要证据
在IL-1β刺激的FLS细胞中,Gintonin抑制NO、ROS、炎症因子(iNOS、TNF-α、IL-6、COX-2)及MMP-1/13的表达;在CIA小鼠模型中,Gintonin减轻关节炎症状和组织病理学改变。
研究意义
研究表明Gintonin作为关节炎治疗剂具有潜力,可能通过LPA受体介导。

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

细胞活性与抗氧化测定

评估Gintonin对FLS细胞活性的影响,并检测其对IL-1β诱导的NO和ROS产生的抑制效果。

将FLS细胞铺板,用不同浓度Gintonin预处理1小时,再用IL-1β(10 ng/ml)刺激24小时。使用WST-8检测细胞活力,Griess试剂检测NO,H2DCFDA和MitoSOX检测ROS。

2

炎症介质表达检测

验证Gintonin是否下调炎症介质(iNOS、TNF-α、IL-6、COX-2)的mRNA和蛋白表达。

用Gintonin预处理FLS细胞1小时,再用IL-1β(10 ng/ml)刺激6小时。通过RT-PCR、western blot和ELISA检测iNOS、TNF-α、IL-6、COX-2的表达。

3

细胞因子与MMP表达分析

进一步筛选Gintonin影响的炎症相关细胞因子和基质金属蛋白酶。

使用细胞因子阵列筛选,并通过qRT-PCR验证G-CSF、IL-1α、IL-8、IL-18、MMP-1、MMP-3、MMP-13的mRNA表达。

4

MAPK信号通路分析

探讨Gintonin对MAPK通路(ERK、JNK、p38)磷酸化的影响。

用Gintonin预处理FLS细胞,IL-1β刺激后,通过western blot和ELISA检测MAPK的磷酸化水平。

5

NF-κB信号通路分析

验证Gintonin对NF-κB/p65核转位的抑制作用。

通过western blot和免疫细胞化学检测IKKα/β、IκBα、NF-κB/p65的磷酸化及p65的核转位。

6

动物实验性关节炎评估

在体内评估Gintonin对胶原诱导性关节炎(CIA)小鼠的治疗效果。

使用DBA/1J小鼠建立CIA模型,口服给予Gintonin(25、50、100 mg/kg),每两天一次,持续至第43天。测量体重、关节炎评分、吱吱声评分、爪体积,并进行组织学分析(H&E和safranin-O染色)和血清细胞因子检测。

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培养基WELGENE Inc.--
胎牛血清Gibco--
青霉素Gibco--
链霉素Gibco--
Quanti-Max™ WST-8细胞活力检测试剂盒BIOMAX Co.--
Griess试剂Promega--
2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯Sigma-Aldrich--
MitoSOX™红色线粒体超氧化物指示剂Invitrogen--
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific Inc.--
PrimeScript™逆转录酶TaKaRa Bio Co.--
rTaq Plus 5x PCR预混液ELPIS Biotech Inc.--
2X实时PCR预混液BioFACT--
RIPA裂解液ELPIS Biotech Inc.--
增强化学发光检测试剂盒Thermo Fisher Scientific Inc.--
IL-6 ELISA试剂盒RayBiotech Inc.--
IL-18 ELISA试剂盒RayBiotech Inc.--
G-CSF ELISA试剂盒RayBiotech 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
细胞培养与处理
FLS细胞来源、细胞代数、培养基成分、Gintonin处理浓度和时间、IL-1β刺激浓度和时间
阅读提示:Methods 2.2和2.3
体外功能检测
NO、ROS检测的具体方法(Griess试剂、H2DCFDA、MitoSOX)及荧光测量波长
阅读提示:Methods 2.4
炎症介质表达
RT-PCR/Western blot/ELISA的抗体和引物信息,蛋白提取方法
阅读提示:Methods 2.5、2.6、2.7
信号通路分析
MAPK和NF-κB通路相关抗体的磷酸化/总量,免疫细胞化学步骤
阅读提示:Methods 2.8及结果3.4、3.5
动物实验
小鼠品系、性别、年龄、胶原免疫剂量、Gintonin给药剂量和频率、评估时间点
阅读提示:Methods 2.9、2.10
组织学分析
H&E和safranin-O染色的具体评分标准
阅读提示:Methods 2.10及结果3.7