槲皮素通过调节炎症、氧化应激和TGF-β1/SMADs通路预防系膜细胞模型中的慢性肾脏病

Quercetin prevents chronic kidney disease on mesangial cells model by regulating inflammation, oxidative stress, and TGF-β1/SMADs pathway.

作者信息Wahyu Widowati, Sijani Prahastuti, Rita Tjokropranoto, Philips Onggowidjaja, Hanna Sari Widya Kusuma, Ervi Afifah, Seila Arumwardana, Muhamad Aldi Maulana, Rizal Rizal
PMID35673387
期刊PeerJ
发布时间2022-06-10
DOI10.7717/peerj.13257

实验完整度

中

体外细胞模型实验,包含细胞培养、ELISA检测蛋白水平、qRT-PCR检测基因表达及形态学观察,但缺乏动物模型和功能验证。

主要模型

小鼠肾小球系膜细胞SV40 MES 13

重点核对

细胞系:SV40 MES 13小鼠肾小球系膜细胞,接种密度5,000细胞/孔 CKD模型诱导:20 mM葡萄糖诱导培养基处理3天 槲皮素处理浓度:50、10和5 µg/mL 检测指标:TGF-β1、TNF-α、MDA水平(ELISA)及SMAD2、SMAD3、SMAD4、SMAD7基因表达(qRT-PCR) 对照组设置:阳性对照(葡萄糖诱导未加槲皮素)和阴性对照(未处理细胞)

摘要

背景:慢性肾脏病(CKD)是由于肾功能下降而发生的。炎症和氧化应激已被证明会导致CKD的进展。槲皮素因其具有抗氧化、抗癌和抗炎等多种生物活性而广为人知。目的:评估槲皮素在CKD细胞模型(葡萄糖诱导的小鼠系膜细胞)中抑制炎症、氧化应激和纤维化的活性。方法:将SV40 MES 13细胞以每孔5,000个细胞的密度接种在6孔板中。培养基用20 mM葡萄糖诱导培养基置换3天。加入槲皮素,浓度为50、10和5 µg/mL。阴性对照为未处理的细胞。使用ELISA试剂盒测定TGF-β1、TNF-α和MDA的水平。使用qRT-PCR分析SMAD7、SMAD3、SMAD2和SMAD4的基因表达。结果:葡萄糖可导致炎症细胞因子TNF-α、TGF-β1、MDA以及SMAD2、SMAD3、SMAD4的表达增加,SMAD7表达减少。槲皮素导致TNF-α、TGF-β1、MDA以及SMAD2、SMAD3、SMAD4的表达降低,SMAD7表达增加。结论:槲皮素在CKD细胞模型中具有抗炎、抗氧化、抗纤维化活性。因此,槲皮素是CKD治疗的有前景的物质,需要进一步研究在CKD动物模型中验证这一点。

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
槲皮素能否通过调节炎症、氧化应激和TGF-β1/SMADs通路在CKD细胞模型中发挥保护作用?
核心机制
槲皮素通过降低TNF-α、TGF-β1和MDA水平,下调SMAD2、SMAD3、SMAD4基因表达并上调SMAD7基因表达,从而抑制炎症、氧化应激和纤维化,发挥抗CKD作用。
主要证据
在葡萄糖诱导的小鼠系膜细胞(SV40 MES 13)模型中,槲皮素处理显著降低TGF-β1、TNF-α和MDA水平(ELISA检测),并显著改变SMADs基因表达(qRT-PCR检测),同时形态学观察显示槲皮素抑制细胞增殖。
研究意义
研究表明槲皮素是CKD治疗的有前景的化合物,但其效果需在CKD动物模型中进一步验证。

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CKD细胞模型

建立葡萄糖诱导的小鼠系膜细胞损伤模型,模拟CKD状态。

将SV40 MES 13细胞以5,000细胞/孔接种于6孔板,用20 mM葡萄糖诱导培养基处理3天。

2

槲皮素处理

评估不同浓度槲皮素对CKD细胞模型的作用。

在葡萄糖诱导的细胞模型中,加入不同浓度(50、10、5 µg/mL)的槲皮素处理,并设置阳性对照(仅葡萄糖诱导)和阴性对照(未处理)。

3

检测炎症、氧化应激和纤维化标志物

测定槲皮素对炎症因子、氧化应激标志物和纤维化因子的影响。

收集处理后的细胞条件培养基,使用ELISA试剂盒检测TGF-β1、TNF-α和MDA的水平。

4

检测SMADs基因表达

分析槲皮素对TGF-β1/SMADs通路关键基因表达的影响。

使用TRI试剂提取细胞RNA,通过RT-qPCR检测SMAD2、SMAD3、SMAD4和SMAD7的基因表达。

5

观察细胞形态

评估槲皮素对系膜细胞增殖和形态的影响。

使用倒置显微镜观察各组细胞的形态和密度,比较槲皮素处理组与对照组的差异。

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
SV40 MES 13细胞ATCCCRL-1927
杜尔贝科改良伊格尔培养基BiowestL0103-500
F12-K混合营养物BiowestL0135-500
槲皮素Sigma AldrichQ4951-10G
牛血清白蛋白SigmaA9576
Quick Start染料试剂1xBio-Rad5000205
小鼠TGF-β1 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0051
小鼠TNF-α ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0049
MDA ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-0060
TRI试剂ZymoR2050-1-200
RNA提取试剂盒ZymoR2073
iScript反转录预混液Bio-Rad170-8841
SsoFast EvaGreen预混液Bio-Rad172-5200
实时荧光定量PCR仪CleverGTC96S
倒置显微镜OlympusCKX41-F32FL
酶标仪Thermo Fisher Scientific--

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
细胞培养和CKD模型建立
细胞系:SV40 MES 13;接种密度:5,000细胞/孔;培养基:DMEM与F12-K按1:3混合;葡萄糖诱导浓度:20 mM;处理时间:3天
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture and CKD treatment
槲皮素处理
槲皮素浓度:50、10、5 µg/mL;阳性对照:葡萄糖诱导未加槲皮素;阴性对照:未处理细胞
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture and CKD treatment
ELISA检测
检测指标:TGF-β1、TNF-α、MDA;检测试剂盒品牌及货号;检测波长:450 nm
阅读提示:Materials and Methods: TGF-β1, TNF-α, MDA using ELISA method
qRT-PCR检测基因表达
检测基因:SMAD2、SMAD3、SMAD4、SMAD7;内参基因:GAPDH;引物序列:见表1;RNA浓度和纯度要求
阅读提示:Materials and Methods: Gene expression of SMAD7, SMAD2, SMAD3, SMAD4 using RTPCR method; Table 1 and Table 2
形态学观察
观察细胞增殖和形态;使用倒置显微镜
阅读提示:Materials and Methods: Mesangial cell's morphology observation