来自于土鳖虫(Eupolyphaga sinensis Walker)的多糖具有体外和体内抗乙型肝炎病毒活性

A Polysaccharide From Eupolyphaga sinensis Walker With Anti-HBV Activities In Vitro and In Vivo.

作者信息Xue Zhang, Huiling Su, Haifei Yu, Jialu Ding, Wanyu Deng, Bo Qin, Changlin Zhou, Jie Dou, Min Guo
PMID35308231
发布时间2022-03-03
DOI10.3389/fphar.2022.827128

实验完整度

高

包含体外细胞实验(HepG2.2.15)和体内小鼠模型(HBV转基因小鼠),并进行了功能验证和机制研究(TLR4通路、干扰素信号通路、NF-κB/ERK/HNF4α轴)

主要模型

HepG2.2.15细胞 C57BL/6J HBV转基因小鼠模型

重点核对

ESPS处理浓度:50、100、200、400 μg/ml ESPS体内给药剂量:20和40 mg/kg/2天,静脉注射,连续20天 阳性对照拉米夫定(3TC)剂量及给药方式:30 mg/kg/2天,灌胃 TLR4抑制剂TAK242使用 HBV DNA、RNA及蛋白检测时间点(第6天、第9天)

摘要

乙型肝炎病毒(HBV)感染仍然是全球人类健康的主要威胁。近年来,具有抗病毒活性和低毒性的中药备受关注。在我们先前的研究中,已从土鳖虫中分离并表征了一种多糖(ESPS),但其抗HBV作用仍不清楚。在体外和体内研究了ESPS的抗HBV活性及其调控途径。结果表明,ESPS以剂量依赖的方式显著抑制HepG2.2.15细胞上清液中HBsAg、HBeAg和HBV DNA的产生;ESPS也降低了HBV RNA和核心蛋白的表达。使用HBV转基因小鼠的体内研究进一步表明,ESPS(20和40 mg/kg/2天)显著降低了血清中HBsAg、HBeAg和HBV DNA的水平,以及小鼠肝脏中的HBV DNA和HBV RNA。此外,ESPS激活了Toll样受体4(TLR4)通路;观察到血清中IFN-β、TNF-α和IL-6水平升高,表明ESPS的抗HBV作用是通过增强先天免疫功能实现的。总之,我们的研究表明ESPS是一种潜在抗HBV成分,在开发新型抗HBV药物方面具有重要价值。

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
研究旨在探究土鳖虫多糖ESPS是否具有抗HBV活性及其潜在的作用机制。
核心机制
ESPS通过激活TLR4信号通路,增强干扰素信号通路和炎症因子(IFN-β、TNF-α、IL-6)的表达,进而激活NF-κB/ERK通路,下调HNF4α表达,抑制HBV核心启动子活性,从而抑制HBV复制。
主要证据
体外实验显示ESPS呈剂量依赖性抑制HepG2.2.15细胞中HBsAg、HBeAg、HBV DNA、HBV RNA及核心蛋白的表达,并激活TLR4通路;体内实验显示ESPS降低HBV转基因小鼠血清和肝脏中的HBV DNA、HBsAg、HBeAg水平,并上调TLR4、干扰素相关基因表达。
研究意义
研究表明ESPS是一种潜在抗HBV成分,为开发新型抗HBV药物提供了参考。

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

体外细胞毒性评估

确定ESPS对HepG2.2.15和Huh7细胞的毒性,以确定安全浓度范围。

使用CCK8法检测不同浓度ESPS(50、100、200、400、800 μg/ml)处理48小时后细胞的存活率。

2

体外抗HBV活性检测

评估ESPS对HBV复制和抗原分泌的抑制作用。

HepG2.2.15细胞用ESPS(50-400 μg/ml)处理6或9天,检测HBsAg、HBeAg、胞外及胞内HBV DNA、HBV pgRNA、总RNA以及HBV蛋白表达。

3

TLR4通路验证

验证ESPS是否通过TLR4发挥抗HBV作用。

检测ESPS处理后TLR2、TLR4 mRNA和蛋白表达变化;使用TLR4抑制剂TAK242阻断TLR4,检测ESPS对HBV pgRNA、总mRNA和分泌HBV DNA的抑制作用。

4

干扰素信号通路检测

探究ESPS是否激活干扰素信号通路。

检测ESPS处理后IRF3磷酸化水平、IFN-α、IFN-β、OAS和MxA的mRNA水平,以及IFN-β分泌水平;使用LPS作为阳性对照。

5

NF-κB和ERK通路及HNF4α检测

探究ESPS是否通过NF-κB/ERK/HNF4α轴抑制HBV转录。

检测ESPS处理后NF-κB和ERK1/2磷酸化水平,以及IL-6、TNF-α和HNF4α的表达水平;并检测HBV核心启动子活性。

6

体内抗HBV活性评估

评估ESPS在HBV转基因小鼠体内的抗HBV效果。

通过高压水动力法注射pAAV-1.2HBV质粒建立HBV小鼠模型,分组后给予ESPS(20和40 mg/kg/2天)或3TC(30 mg/kg/2天)治疗20天,检测血清和肝脏中HBV标志物。

7

体内免疫调节活性检测

验证ESPS在体内是否通过TLR4通路增强先天免疫。

检测ESPS治疗后小鼠肝脏TLR4、IL-6、TNF-α、OAS、MxA、HNF4α的mRNA表达以及血清IFN-β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。

验证细胞功能变化
验证免疫效应
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素Beyotime Biotechnology--
链霉素Beyotime Biotechnology--
CCK8试剂盒南京诺唯赞生物科技有限公司--
Trizol试剂南京诺唯赞生物科技有限公司--
IFN-β ELISA试剂盒Elabscience--
HBsAg ELISA试剂盒上海科华生物工程股份有限公司--
HBeAg ELISA试剂盒上海科华生物工程股份有限公司--
Qiaamp DNA血液迷你试剂盒Qiagen--
PrimeScript RT试剂盒Takara--
TB预混Ex TaqTakara--
CFX96实时荧光定量PCR系统Bio-Rad--
RIPA裂解液Bestbio--
磷酸酶抑制剂TIANGEN--
PVDF膜----
牛血清白蛋白Action-award--
抗TLR4抗体GeneTexGTX75742
抗TLR2抗体GeneTexGTX00996
抗磷酸化P65抗体GeneTexGTX133899
抗P65抗体GeneTexGTX102090
抗IRF3抗体GeneTexGTX84287
抗磷酸化IRF3抗体GeneTexGTX130422
抗HBc抗体Santa CruzSC-23945
抗HBs抗体Santa CruzSC-53299
抗HB pol抗体Santa CruzSC-81590
抗HNF4α抗体GeneTexGTX01036
抗β-actin抗体Santa CruzSC-47778
二抗ABclonal--
DAB免疫组织化学显色试剂盒Vazyme--
脂多糖Sigma--
拉米夫定Sigma--
TAK242MCE--
pAAV-1.2HBV质粒----

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
HepG2.2.15细胞的培养条件:DMEM+10% FBS+100 U/ml青霉素+100 μg/ml链霉素,37°C,5% CO2
阅读提示:Materials and Methods, Cells and Animals
体外给药
ESPS处理浓度(50, 100, 200, 400 μg/ml)及处理时间(6天和9天);阳性对照3TC浓度(2.45 μg/ml);TLR4抑制剂TAK242的使用
阅读提示:Methods (Cell Cytotoxicity and Viability Assays, q-PCR, Western Blot) 和 Figure legends (Figure 1, 2, 3, 4)
体内模型建立
C57BL/6J小鼠,尾静脉高压注射8 μg pAAV-1.2HBV质粒,注射时间5-8秒
阅读提示:Materials and Methods, Cells and Animals
体内给药与分组
分组:PBS组、低剂量ESPS(20 mg/kg/2天)、高剂量ESPS(40 mg/kg/2天)、3TC(30 mg/kg/2天);给药途径:ESPS静脉注射,3TC灌胃;给药体积10 ml/kg;连续20天
阅读提示:Materials and Methods, Cells and Animals 和 Figure legend (Figure 5)
检测指标
血清HBsAg、HBeAg、HBV DNA和IFN-β水平;肝组织HBV DNA、pgRNA、总RNA及TLR4、IL-6、TNF-α、OAS、MxA、HNF4α mRNA表达;HBcAg免疫组化
阅读提示:Methods (Detection of HBsAg, HBeAg and IFN-β; Immunohistochemical; q-PCR) 和 Figure legends (Figure 5, 6)