Gintonin通过LPAR2调节人IL-1β刺激的成纤维样滑膜细胞中的炎症及角叉菜胶/高岭土诱导的大鼠关节炎

Gintonin regulates inflammation in human IL-1β-stimulated fibroblast-like synoviocytes and carrageenan/kaolin-induced arthritis in rats through LPAR2.

作者信息Mijin Kim, Bongjun Sur, Thea Villa, Jaesuk Yun, Seung Yeol Nah, Seikwan Oh
PMID34803427
发布时间2021-09
DOI10.1016/j.jgr.2021.02.001

实验完整度

包含细胞实验(FLS)和动物模型(大鼠关节炎模型)两个独立证据层级,并有LPAR2拮抗剂功能验证及组织学、血清学检测。

主要模型

人RA患者来源的成纤维样滑膜细胞(FLS) 角叉菜胶/高岭土诱导的关节炎大鼠模型

重点核对

Gintonin浓度:5、10、15、20 μg/ml(体外) IL-1β浓度:10 ng/ml LPAR2拮抗剂H2L5186303浓度:3 μM 大鼠分组:正常组、关节炎组、Gintonin 25/50/100 mg/kg口服6天 统计设计:至少三次重复,双向方差分析,P<0.05

摘要

背景:人参中存在一种称为Gintonin的糖脂蛋白复合物,其含有特殊形式的脂质LPA。本研究的目的是证明Gintonin通过LPA2受体对类风湿关节炎具有治疗作用。方法:用Gintonin处理成纤维样滑膜细胞(FLS),并用白细胞介素(IL)-1β刺激。使用MitoSOX和H2DCFDA实验测量Gintonin的抗氧化作用。通过蛋白质印迹分析炎症介质表达水平、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路的磷酸化以及核因子κB(NF-κB)/p65向核内的易位,检测Gintonin的抗关节炎功效。接下来,用LPAR2拮抗剂处理后,进行蛋白质印迹分析以测量炎症介质表达水平和NF-κB信号通路。使用角叉菜胶/高岭土诱导的关节炎大鼠模型。每天口服给予大鼠Gintonin(25、50和100 mg/kg),持续6天。测量膝关节厚度、 squeaking评分和体重分布比(WDR)作为行为参数。处死后,进行H&E染色用于组织学分析。结果:Gintonin显著抑制iNOS、TNF-α、IL-6和COX-2的表达。Gintonin通过JNK和ERK MAPK磷酸化阻止NF-κB/p65进入细胞核。然而,用LPA2拮抗剂预处理显著逆转了Gintonin的这些作用。在关节炎大鼠模型中,Gintonin抑制了所有测量的参数。结论:本研究提示LPA2受体通过调节炎症介质、MAPK和NF-κB信号通路,在介导Gintonin的抗关节炎作用中发挥关键作用。

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是否通过LPA受体对类风湿关节炎发挥治疗作用?
核心机制
Gintonin通过LPAR2受体抑制JNK和ERK MAPK磷酸化,进而阻止NF-κB/p65核转位,下调炎症介质表达。
主要证据
在IL-1β刺激的FLS细胞中,Gintonin抑制iNOS、TNF-α、IL-6和COX-2表达,LPAR2拮抗剂逆转其作用;在关节炎大鼠模型中,Gintonin改善行为参数、组织学损伤和血清炎症因子水平。
研究意义
研究表明Gintonin可作为关节炎治疗开发的候选药物。

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

细胞活力与细胞毒性评估

确认Gintonin在实验浓度下对FLS无细胞毒性

使用WST-8试剂盒检测不同浓度Gintonin和IL-1β处理后的细胞活力。

2

测定ROS产生

检测Gintonin对IL-1β诱导的ROS产生的影响

使用H2DCFDA和MitoSOX Red探针分别检测细胞内和线粒体ROS水平。

3

评估炎症介质表达

检测Gintonin对IL-1β刺激FLS中促炎介质蛋白表达的影响

通过Western blot检测iNOS、TNF-α、IL-6和COX-2的蛋白水平。

4

分析MAPK信号通路

探究Gintonin抑制炎症介质表达的分子机制是否涉及MAPK通路

Western blot检测ERK1/2、JNK、p38的磷酸化水平。

5

分析NF-κB信号通路

探究Gintonin是否影响NF-κB/p65核转位

Western blot检测磷酸化IKKαβ、IκBα和NF-κB/p65的表达水平。

6

验证LPAR2介导作用

确认Gintonin的抗炎作用是否依赖LPAR2受体

使用LPAR2拮抗剂H2L5186303预处理FLS,然后检测炎症介质和NF-κB通路蛋白。

7

动物模型行为学评估

评估Gintonin在角叉菜胶/高岭土诱导的关节炎大鼠中的治疗效果

测量膝关节厚度、 squeaking评分和体重分布比。

8

组织病理学分析

评估Gintonin对关节炎大鼠膝关节组织病理学的影响

处死后取膝关节组织,进行石蜡包埋、切片和H&E染色,评估pannus形成和滑膜炎。

9

血清细胞因子检测

检测Gintonin对关节炎大鼠血清炎症因子水平的影响

使用ELISA试剂盒测量TNF-α、IL-6和PGE2的水平。

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
GintoninGinsentology Research Laboratory of Konkuk University--
DMEM培养基WELGENE Inc.--
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
角叉菜胶Sigma-Aldrich Co.--
高岭土Sigma-Aldrich Co.--
白细胞介素-1βBio Vision Inc.--
H2L5186303R&D Systems--
RIPA裂解液ELPIS Biotech Inc.--
ECL检测试剂盒Thermo Fisher Scientific Inc.--
Quanti-Max™ WST-8细胞活力检测试剂盒BIOMAX Co.--
H2DCFDA荧光探针Sigma-Aldrich--
MitoSOX™ Red线粒体超氧化物指示剂Invitrogen--
TNF-α ELISA试剂盒Abnova Corp.--
IL-6 ELISA试剂盒Elabscience biotechnology Inc.--
PGE2 ELISA试剂盒Abcam 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(RA患者)、培养基成分、Gintonin浓度(5-20 μg/ml)、IL-1β浓度(10 ng/ml)、处理时间(1小时预处理,24小时或6小时刺激)、细胞传代次数(3-5代)
阅读提示:Materials and Methods, 2.1, 2.2, 2.3, and Figure legends
Western blot
抗体来源、稀释比例、孵育时间、蛋白上样量
阅读提示:Materials and Methods, 2.5, and Figure legends
LPAR2拮抗剂实验
H2L5186303浓度(3 μM)、预处理顺序和时间
阅读提示:Results, 3.5, and Figure 4 legend
动物实验
大鼠品系、周龄、性别、体重、分组、给药剂量(25、50、100 mg/kg)、给药途径(口服)、给药频率、诱导方法(5%角叉菜胶/高岭土150 μl)、测量时间点
阅读提示:Materials and Methods, 2.6, 2.7, and Figure 5 legend
血清细胞因子检测
血清采集时间(第6天)、ELISA试剂盒种类
阅读提示:Materials and Methods, 2.9, and Figure 6 legend
统计分析
样本量(体外n=3,体内n=6)、统计方法(单因素/双因素ANOVA)
阅读提示:Materials and Methods, 2.10