Tilianin通过ERK/EGR1/BCL2L1通路减轻缺血/再灌注诱导的急性肾损伤小鼠的细胞凋亡

Tilianin Reduces Apoptosis via the ERK/EGR1/BCL2L1 Pathway in Ischemia/Reperfusion-Induced Acute Kidney Injury Mice.

作者信息Zengying Liu, Chen Guan, Chenyu Li, Ningxin Zhang, Chengyu Yang, Lingyu Xu, Bin Zhou, Long Zhao, Hong Luan, Xiaofei Man, Yan Xu
PMID35721209
发布时间2022-06-03
DOI10.3389/fphar.2022.862584

实验完整度

包含生物信息学分析、分子对接及体内小鼠模型验证,但缺乏体外细胞实验及更深入的机制验证。

主要模型

I/R诱导的急性肾损伤小鼠模型(C57BL/6小鼠) 肾小管上皮细胞(RTECs)

重点核对

C57BL/6小鼠,雄性,6-8周龄,体重18-20g I/R模型:双侧肾血管夹闭35分钟后再灌注24小时 Tilianin剂量:5、10、15 mg/kg,灌胃,每日一次,持续7天 对照组:正常喂养、假手术组、IRI组、IRI+溶剂组(DMSO和玉米油,10 ml/kg)

摘要

背景:急性肾损伤(AKI)是一种常见的综合征,每年影响约1330万患者。Tilianin已被报道可减轻心肌缺血/再灌注(I/R)损伤,但其对AKI的作用尚不清楚;因此,本研究旨在探讨tilianin是否保护I/R诱导的AKI及其潜在机制。方法:从GEO DataSets(基因表达综合数据库)下载微阵列数据集GSE52004。通过R软件进行差异表达分析和基因集富集分析(GSEA),以识别凋亡通路相关基因。然后,应用RcisTarget识别与凋亡相关的转录因子(TF)。使用STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络。使用Cytoscape软件可视化PPI网络,并通过cytoHubba选择枢纽TF。使用AutoDock进行tilianin与枢纽基因编码蛋白的分子对接。通过建立I/R诱导的AKI小鼠模型,采用实时定量PCR、Western blotting和免疫组织化学检测并可视化枢纽基因的表达水平。结果:生物信息学分析显示,包括FOS、ATF4和Gadd45g在内的34个基因参与凋亡通路。总共有7个枢纽TF可能在tilianin调节凋亡通路中发挥重要作用。在体内,tilianin改善了肾功能,并减少了I/R诱导的AKI后TUNEL阳性肾小管上皮细胞(RTECs)的数量。Tilianin减少了ERK通路的激活,然后下调了EGR1的表达。这进一步改善了抗凋亡基因如BCL2L1和BCL2的表达,减少了促凋亡基因如BAD、BAX和caspase-3,并减少了细胞色素c的释放。结论:Tilianin通过ERK/EGR1/BCL2L1通路减轻了I/R诱导的AKI后的细胞凋亡。我们的发现首次为tilianin对I/R诱导的AKI的保护作用及其潜在分子机制提供了新的见解。

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
Tilianin是否能保护I/R诱导的急性肾损伤,并探究其潜在机制。
核心机制
Tilianin通过抑制ERK通路的磷酸化,下调转录因子EGR1的表达,进而调节下游靶基因BCL2L1等凋亡相关基因,减少线粒体凋亡途径的激活。
主要证据
通过GSE52004数据集生信分析预测凋亡相关枢纽TF,分子对接提示Tilianin与ERK/p-ERK结合,体内实验证实Tilianin降低p-ERK和EGR1水平,上调BCL2/BCL2L1,下调BAX/BAD/caspase-3,减少细胞色素c释放。
研究意义
Tilianin可能成为治疗I/R诱导的AKI的新药物,为AKI治疗提供新策略。

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

生物信息学分析

识别I/R诱导的AKI中凋亡通路相关基因及枢纽转录因子。

从GEO下载GSE52004数据集,进行差异表达分析、GSEA、TF富集分析、PPI网络构建及hub TF筛选。

2

分子对接

预测Tilianin与枢纽TF及ERK/p-ERK的结合潜力。

使用AutoDock对Tilianin与7个hub TF及ERK/p-ERK进行分子对接,评估结合能。

3

体内动物实验

验证Tilianin对I/R诱导的AKI的保护作用及机制。

建立I/R诱导的AKI小鼠模型,给予不同剂量Tilianin预处理,检测肾功能、肾组织病理、凋亡、相关蛋白表达。

4

组织学与凋亡检测

评估肾组织损伤和细胞凋亡程度。

通过HE染色评估肾小管损伤评分,TUNEL染色检测凋亡细胞,免疫组化检测p-ERK和EGR1表达。

5

分子表达检测

验证凋亡相关基因和蛋白的表达变化。

使用qRT-PCR检测mRNA表达,Western blot检测蛋白表达。

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
田蓟苷MCE4291-60-5
二甲基亚砜SolarbioD8370
肌酐检测试剂盒南京建成C011-2-1
尿素检测试剂盒南京建成C013-2-1
原位细胞死亡检测试剂盒Roche--
牛血清白蛋白ServicebioG5001
抗p-ERK1/2抗体Abcamab201015
抗EGR1抗体Proteintech22008-1-AP
二抗Elabscience BiotechnologyE-AB-1034
DAB显色试剂盒ServicebioG1211
小鼠细胞色素c ELISA试剂盒CusabioCSB-E08532m
RNAex pro试剂Accurate Biotechnology--
SYBR ExScript qRT-PCR试剂盒TaKaRa--
RIPA裂解液Elabscience Biotechnology--
PMSF蛋白酶抑制剂Elabscience Biotechnology--
BCA蛋白浓度测定试剂盒Elabscience Biotechnology--
SDS上样缓冲液BeyotimeP0015
PVDF膜Millipore--
抗β-actin抗体Elabscience BiotechnologyE-AB-20058
抗ERK1/2抗体Abcamab184699
抗BCL2抗体Elabscience BiotechnologyE-AB-22004
抗BAX抗体Elabscience BiotechnologyE-AB-10049
抗BCL2L1抗体Elabscience BiotechnologyE-AB-40057
抗BAD抗体AffinityAF7927
抗caspase-3抗体Abcamab184787
二抗(山羊抗小鼠IgG)Elabscience BiotechnologyE-AB-1035
二抗(山羊抗兔IgG)Elabscience BiotechnologyE-AB-1034
ECL检测试剂盒Elabscience BiotechnologyE-IR-R307
光学显微镜OlympusDP73

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
小鼠品系、性别、年龄、体重;分组;手术方法(双侧肾血管夹闭时间);再灌注时间;每组样本量。
阅读提示:Methods and Materials: Animals and Treatment
药物处理
Tilianin剂量(5、10、15 mg/kg)、给药方式(灌胃)、给药频率(每日一次)、给药时长(7天)、溶剂(DMSO+玉米油)、对照组设置。
阅读提示:Methods and Materials: Animals and Treatment; Figure 1
肾功能检测
血清肌酐和尿素氮检测方法、试剂盒、样本处理(离心条件)、检测波长。
阅读提示:Methods and Materials: Detection of Renal Function
组织学分析
肾脏固定、包埋、切片厚度、染色方法(HE)、损伤评分标准(0-4分)、评估视野数。
阅读提示:Methods and Materials: Hematoxylin-Eosin Staining and Histopathological Analysis
凋亡检测
TUNEL试剂盒、样本处理、阳性细胞计数方法、视野数。
阅读提示:Methods and Materials: Terminal Deoxynucleotidyltransferase-Mediated dUTP Nick End Labeling
蛋白表达检测
组织裂解方法、蛋白定量(BCA)、SDS-PAGE凝胶浓度、转膜条件、抗体孵育条件、内参蛋白。
阅读提示:Methods and Materials: Western Blot Analysis
mRNA表达检测
RNA提取试剂、逆转录方法、qRT-PCR引物序列、PCR反应条件、内参基因。
阅读提示:Methods and Materials: Quantitative Real-Time PCR