缺血动物模型中绿原酸调节的蛋白质鉴定:蛋白质组学方法

Identification of proteins regulated by chlorogenic acid in an ischemic animal model: a proteomic approach.

作者信息Murad-Ali Shah, Ju-Bin Kang, Phil-Ok Koh
PMID37271817
发布时间2023-06-05
DOI10.1186/s42826-023-00164-5

实验完整度

包含动物模型(MCAO大鼠)中的蛋白质组学分析、RT-PCR验证及氧化应激检测,但缺乏功能验证和机制验证。

主要模型

雄性Sprague Dawley大鼠MCAO模型 大脑皮层组织

重点核对

绿原酸剂量:30 mg/kg,腹腔注射,MCAO后2小时给药 MCAO诱导:右侧大脑中动脉阻塞,阻塞时间24小时 动物分组:vehicle+sham、chlorogenic acid+sham、vehicle+MCAO、chlorogenic acid+MCAO,每组n=3(蛋白质组)或n=5(RT-PCR)

摘要

背景:脑缺血是一种严重的神经系统疾病,可导致高发病率和死亡率。绿原酸是一种具有抗氧化作用的多酚化合物,可以调节脑缺血中的蛋白质。进行大脑中动脉闭塞(MCAO)手术以诱导缺血性脑损伤,并维持24小时。MCAO手术后2小时,将绿原酸(30 mg/kg)或赋形剂腹腔注射。收集大脑皮层组织用于进一步研究,并采用蛋白质组学方法鉴定绿原酸在MCAO动物中改变的蛋白质。结果:我们发现绿原酸减轻了腺苷高半胱氨酸酶、甘油-3-磷酸脱氢酶、真核翻译起始因子4A-II、载脂蛋白A-I和μ-晶状体蛋白的变化。这些蛋白质在MCAO动物(赋形剂处理)中减少,而绿原酸处理减弱了这种减少。通过逆转录PCR技术证实了绿原酸对减少的缓解作用。这些蛋白质与能量代谢、蛋白质合成、炎症和生理代谢相关。它们参与绿原酸的神经保护作用。这些结果表明绿原酸减轻MCAO引起的神经功能紊乱,并调节参与神经保护的蛋白质的表达。结论:因此,我们的发现提供证据表明绿原酸通过控制特定蛋白质在卒中动物模型中发挥神经保护作用。

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
绿原酸在缺血性脑损伤中调节哪些特定蛋白质,从而发挥神经保护作用?
核心机制
绿原酸通过减轻MCAO诱导的腺苷高半胱氨酸酶、甘油-3-磷酸脱氢酶、真核翻译起始因子4A-II、载脂蛋白A-I和μ-晶状体蛋白的减少,调节能量代谢、蛋白质合成、炎症和生理代谢,发挥神经保护作用。
主要证据
基于MCAO大鼠模型,采用二维凝胶电泳和MALDI-TOF鉴定蛋白质,RT-PCR验证mRNA水平;绿原酸逆转了这些蛋白质的下调。
研究意义
为绿原酸在缺血性卒中动物模型中的神经保护机制提供了新信息,可能有助于开发卒中治疗策略。

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

MCAO模型建立与药物处理

建立脑缺血动物模型,并给予绿原酸或赋形剂处理,以评估绿原酸的神经保护作用。

雄性Sprague Dawley大鼠随机分为四组:vehicle+sham、chlorogenic acid+sham、vehicle+MCAO、chlorogenic acid+MCAO。MCAO手术阻塞右侧大脑中动脉,在手术前2小时腹腔注射绿原酸(30 mg/kg)或PBS。

2

氧化应激检测

验证绿原酸对MCAO诱导的氧化应激的缓解作用。

采用ROS和LPO检测试剂盒,分别测定大脑皮层组织中的DCF和MDA水平。

3

蛋白质组学分析

鉴定受绿原酸调节的蛋白质。

从大脑皮层提取蛋白,进行二维凝胶电泳分离,银染后比较各组蛋白斑点强度,筛选差异蛋白,并通过MALDI-TOF鉴定。

4

RT-PCR验证

在mRNA水平验证目标蛋白质的表达变化。

提取总RNA,逆转录合成cDNA,PCR扩增目标基因,琼脂糖凝胶电泳检测,并用Image J定量。

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
绿原酸Sigma-Aldrich--
活性氧检测试剂盒Elabscience Biotechnology Inc.--
脂质过氧化检测试剂盒Biovision Incorporated--
Bradford蛋白定量试剂盒Bio-Rad--
固定化pH梯度胶条Bio-Rad--
Ettan IPGphor 3等电聚焦仪GE Healthcare--
Protein-II XI电泳设备Bio-Rad--
Agfar ARCUS 1200™扫描仪Agfar-Gevaert--
Voyager System-DE-STR质谱仪Applied Biosystem--
Trizol试剂Life Technologies--
Superscript III第一链合成系统Invitrogen--
Multiskan EX分光光度计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
动物模型
雄性Sprague Dawley大鼠,7周龄,体重200-220 g,n=32
阅读提示:Methods: Experimental animals and drug treatment
药物处理
绿原酸剂量30 mg/kg,腹腔注射,MCAO前2小时给药;赋形剂为PBS
阅读提示:Methods: Experimental animals and drug treatment
MCAO手术
阻塞右侧大脑中动脉,插入尼龙线长度约22-24 mm,麻醉剂Zoletil 50 mg/kg肌注
阅读提示:Methods: Middle cerebral artery occlusion
氧化应激检测
ROS检测DCF水平(pmol/mg),LPO检测MDA水平(nmol/mg蛋白)
阅读提示:Methods: Reactive oxygen species assay, Lipid peroxidation assay
蛋白质组学
二维凝胶电泳条件:IPG胶条pH 4-7,17 cm;蛋白上样50 μg;差异阈值2.5倍
阅读提示:Methods: Two-dimensional gel electrophoresis
RT-PCR验证
PCR循环参数:94°C 5分钟;30个循环(94°C 30秒,54°C 30秒,72°C 1分钟);72°C延伸10分钟
阅读提示:Methods: Reverse transcription polymerase chain reaction, Table 2