ceAF通过TLR4/NF-κB和Nrf2通路减轻炎症和氧化应激改善糖尿病创面愈合

ceAF Ameliorates Diabetic Wound Healing by Alleviating Inflammation and Oxidative Stress via TLR4/NF-κB and Nrf2 Pathways.

作者信息Shiyan Li, Xiaofeng Ding, Xin Yan, Jin Qian, Qian Tan
PMID37064758
发布时间2023-04-05
DOI10.1155/2023/2422303

实验完整度

包含体外细胞实验(RAW264.7)、体内动物模型(STZ诱导糖尿病小鼠)及组织学、分子生物学等多层级验证。

主要模型

RAW264.7巨噬细胞系 STZ诱导的糖尿病C57BL/6小鼠全层皮肤缺损创面模型

重点核对

ceAF浓度选择:10%(基于CCK-8实验确定最佳浓度) LPS刺激浓度及时间:100 ng/mL LPS处理48小时 STZ剂量及给药方式:50 mg/kg腹腔注射连续5天 创面模型:8 mm全层皮肤缺损,每日局部涂抹10% ceAF 评估时间点:创面愈合率观察至第11天,组织学及分子检测在第5天和第10天

摘要

背景:随着糖尿病发病率的上升,糖尿病足溃疡已成为临床上最常见的慢性难愈性创面。持续慢性炎症是糖尿病皮肤创面的典型特征,通过减轻炎症和氧化应激可改善糖尿病创面愈合。鸡早期羊水(ceAF)含有天然的粘合物质,具有平衡的生长因子、细胞因子和趋化因子。然而,ceAF是否调节炎症和氧化应激从而促进糖尿病创面愈合仍未知。材料与方法:将RAW264.7细胞分为四组:阴性对照、LPS、LPS+ceAF和ceAF。选择10%的ceAF治疗全层皮肤缺损创面的不同组小鼠。然后,采用RT-qPCR、Western blot、免疫荧光等实验探讨ceAF对创面愈合的影响及其分子机制。结果:局部给予ceAF改善了创面组织中M2巨噬细胞极化和炎症反应,从而改善延迟的创面愈合。在创缘组织中可观察到炎症程度、胶原沉积和新生血管的组织学改善。ceAF还增加了M2巨噬细胞特异性标志物的表达,外源性ceAF在体外高糖环境中抑制了LPS诱导的细胞炎症反应。此外,ceAF在体外可激活TLR4/NF-κB和Nrf2信号转导以促进M2巨噬细胞极化。结论:总之,ceAF下调炎症反应,通过TLR4/NF-κB和Nrf2信号通路调节M2巨噬细胞转化,从而改善糖尿病创面愈合。

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
ceAF是否能通过调节炎症和氧化应激促进糖尿病创面愈合,其潜在分子机制是什么?
核心机制
ceAF通过抑制TLR4/NF-κB信号通路并激活Nrf2信号通路,减轻炎症和氧化应激,促进巨噬细胞向M2型极化,从而改善糖尿病创面愈合。
主要证据
体外实验显示ceAF降低LPS诱导的RAW264.7细胞中M1标志物和炎性因子表达,增加M2标志物表达,并调节TLR4/NF-κB和Nrf2通路蛋白;体内实验显示ceAF促进糖尿病小鼠创面愈合,增加M2巨噬细胞浸润、胶原沉积和新生血管,并降低炎症因子水平。
研究意义
ceAF作为一种从鸡蛋中提取的、经济安全且可工业化制备的天然物质,为治疗糖尿病难愈创面提供了新的治疗策略。

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

体外细胞活性与浓度筛选

确定ceAF对RAW264.7细胞增殖的影响及最佳处理浓度

使用不同浓度(0%、1%、5%、10%、20%)的ceAF处理RAW264.7细胞,通过CCK-8法检测细胞活力。

2

体外炎症模型建立与ceAF干预

评估ceAF对LPS诱导的巨噬细胞炎症反应和氧化应激的影响

用100 ng/mL LPS刺激RAW264.7细胞48小时建立炎症模型,同时加入10% ceAF处理,检测炎症因子表达、氧化应激指标及信号通路蛋白变化。

3

体外巨噬细胞极化检测

验证ceAF对巨噬细胞M2极化的影响

通过流式细胞术和免疫荧光检测LPS和/或ceAF处理后RAW264.7细胞中M2标志物(CD206、Arg-1)的表达,并通过ELISA检测细胞上清中细胞因子水平。

4

体内糖尿病小鼠模型建立与创面处理

建立STZ诱导的糖尿病小鼠全层皮肤缺损模型,评估ceAF对创面愈合的作用

C57BL/6小鼠腹腔注射STZ(50 mg/kg,连续5天)诱导糖尿病,3周后血糖>16.7 mM的动物用于实验。在小鼠背部制作8 mm全层皮肤缺损创面,每日局部涂抹10% ceAF或PBS,记录创面愈合情况。

5

创面组织学评估

评估ceAF对糖尿病小鼠创面组织学修复的影响

在伤后第5天和第10天收集创缘组织,进行H&E、Masson三色和天狼星红染色,评估炎症细胞浸润、胶原沉积和胶原类型。

6

体内巨噬细胞极化和血管生成检测

验证ceAF对体内巨噬细胞极化和新生血管的影响

采用免疫荧光染色检测创面组织中CD206、iNOS、F4/80、CD31和α-SMA的表达,评估M2/M1巨噬细胞比例和血管生成情况。

7

体内分子表达验证

在蛋白和转录水平验证ceAF对创面组织炎症和巨噬细胞极化的影响

收集伤后第5天的创面组织,通过Western blot和RT-qPCR检测M2标志物(CD206、Arg-1)、M1标志物(iNOS)及炎症因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)的表达。

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
APC CD206抗体eBioscience--
FITC F4/80抗体eBioscience--
精氨酸酶1抗体CST--
α-平滑肌肌动蛋白抗体CST--
CD206抗体CST--
GAPDH抗体Abcam--
iNOS抗体Abcam--
TNF-α抗体Abcam--
IL-6抗体Abcam--
IL-1β抗体Abcam--
Nrf2抗体Abcam--
HO-1抗体Abcam--
NQO1抗体Abcam--
CD31抗体Abcam--
TLR4抗体ABclonal--
NF-κB-p65抗体ABclonal--
p-IKB抗体ABclonal--
Trizol试剂Vazyme Biotech--
SYBR green荧光染料Vazyme Biotech--
链脲佐菌素Sigma-Aldrich--
葡萄糖Sigma-Aldrich--
无菌过滤器(0.22 μm)Millipore--
高糖DMEM培养基----
RIPA裂解液KeyGEN--
PVDF膜Millipore--
ECL底物试剂盒Vazyme--
CCK-8试剂盒Beyotime--
BCA蛋白定量试剂盒Pierce Biotechnology--
SOD、MPO、MDA、GSH-Px和ROS检测试剂盒Nanjing KeTeng Biotech Co. Ltd.--
ELISA试剂盒Elabscience--
FACSCanto II流式细胞仪BD--
Olympus FluoView FV3000共聚焦显微镜Olympus--

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
ceAF制备
鸡胚胎孵化天数(6-8天),离心条件(2500×g,20分钟),无菌过滤(0.22 μm),储存条件(-80°C)
阅读提示:Materials and Methods 2.2
细胞培养与处理
RAW264.7细胞来源,培养基(高糖DMEM含10% FBS和1%双抗),高糖条件(40 mM葡萄糖),ceAF浓度(10%),LPS浓度(100 ng/mL)和处理时间(48小时)
阅读提示:Materials and Methods 2.3, 2.10
动物模型与创面处理
小鼠品系、性别、周龄,STZ剂量(50 mg/kg/天,腹腔注射,连续5天),糖尿病判定标准(血糖>16.7 mM),创面大小(8 mm),ceAF浓度(10%),给药方式(局部涂抹),观察时间点(0-11天)
阅读提示:Materials and Methods 2.4
组织学与免疫荧光
组织固定、脱水、包埋、切片厚度(5 μm),染色方法(H&E、Masson、天狼星红),抗体浓度(1 μg/ml),孵育条件(4°C过夜)
阅读提示:Materials and Methods 2.5
流式细胞术
细胞预处理(FITC-F4/80和APC-CD206抗体,4°C避光30分钟),检测时间点(48、72小时),分析软件(FlowJo)
阅读提示:Materials and Methods 2.8