箭叶淫羊藿通过PI3K/AKT信号通路抑制炎症和凋亡改善阿霉素肾病

Epimedium sagittatum Maxim ameliorates adriamycin-induced nephropathy by restraining inflammation and apoptosis via the PI3K/AKT signaling pathway.

作者信息Ru Wang, Mengnan Zeng, Beibei Zhang, Qinqin Zhang, Shuangshuang Xie, Yingbo Hu, Ruyi Fan, Mengya Wang, Xiao Yu, Yuhan Zhang, Xiaoke Zheng, Weisheng Feng
PMID37382268
发布时间2023-06
DOI10.1002/iid3.904

实验完整度

包含体内动物模型、体外细胞模型和网络药理学分析,并通过病理学、ELISA、流式、Western blot、RT-qPCR等多种手段验证功能和机制。

主要模型

阿霉素诱导的肾病大鼠模型 NRK-52e大鼠肾上皮细胞系

重点核对

阿霉素剂量和给药途径:第1天4mg/kg,第8天3.5mg/kg,尾静脉注射 药物分组及剂量:PA(10mg/kg)、EPI低剂量(1.17g/kg)、EPI高剂量(4.68g/kg),灌胃给药4周 细胞实验阿霉素浓度:0.5μg/mL,淫羊藿苷浓度:10μM 每组样本量:动物每组8只或3只,细胞实验重复三次

摘要

背景:现代药理学研究表明,箭叶淫羊藿(EPI)具有抗氧化、抗凋亡、抗炎作用。然而,EPI对阿霉素肾病的影响尚不清楚。目的:本研究的主要目的是探讨EPI对阿霉素诱导的大鼠肾病的影响。方法:采用高效液相色谱法检测EPI的化学成分。运用网络药理学收集EPI对阿霉素肾病的作用;检测肾组织学改变、足细胞损伤、炎症因子、氧化应激水平、凋亡水平以及PI3K/AKT信号通路。此外,分析淫羊藿苷(EPI的代表性成分)对阿霉素诱导的NRK-52e细胞凋亡和PI3K/AKT信号通路的影响。结果:网络药理学结果表明,EPI可能通过抑制炎症反应和调节PI3K/AKT信号通路改善阿霉素诱导的肾病。实验结果表明,EPI可通过PI3K/AKT信号通路改善阿霉素肾病大鼠的病理损伤、肾功能、足细胞损伤,并抑制炎症、氧化应激和凋亡。此外,淫羊藿苷抑制了阿霉素诱导的NRK-52e细胞线粒体凋亡。结论:本研究表明,EPI通过PI3K/AKT信号通路减少炎症和凋亡改善阿霉素肾病,淫羊藿苷可能是其药效物质基础。

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
箭叶淫羊藿(EPI)是否能改善阿霉素诱导的肾病,其作用机制是否涉及PI3K/AKT信号通路?
核心机制
EPI通过激活PI3K/AKT信号通路,抑制NF-κB介导的炎症反应和线粒体凋亡通路,从而改善阿霉素肾病。
主要证据
网络药理学预测PI3K/AKT为关键通路;体内实验显示EPI改善肾病理、肾功能、足细胞损伤,降低炎症因子和氧化应激标志物,抑制凋亡,并增加PI3K和p-AKT水平;体外实验显示淫羊藿苷抑制NRK-52e细胞凋亡并增加PI3K和p-AKT水平。
研究意义
为临床治疗阿霉素肾病提供了新思路和理论依据,淫羊藿苷可能是EPI治疗阿霉素肾病的药效物质基础。

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

网络药理学预测

预测EPI治疗阿霉素肾病的潜在靶点和信号通路

通过TCMSP、GeneCards、OMIM等数据库获取EPI和阿霉素肾病相关靶点,利用jvenn取交集,STRING构建蛋白互作网络,KEGG富集分析。

2

体内药效评估

验证EPI对阿霉素肾病大鼠的肾脏保护和功能改善作用

建立阿霉素诱导的肾病大鼠模型,给予EPI低剂量和高剂量及阳性药PA,通过H&E染色、血清和尿液生化指标、ELISA检测肾功能和损伤标志物。

3

足细胞损伤评估

评估EPI对阿霉素肾病大鼠足细胞损伤的改善作用

通过透射电镜观察肾组织超微结构,RT-qPCR和免疫组化检测nephrin和desmin的表达。

4

炎症反应检测

评估EPI对阿霉素肾病大鼠炎症反应的抑制作用

流式细胞术检测肾脏巨噬细胞和中性粒细胞,ELISA检测血清IL-10和TGF-β1,RT-qPCR检测炎症因子mRNA,Western blot检测NF-κB通路蛋白。

5

氧化应激与凋亡评估

评估EPI对阿霉素肾病大鼠氧化应激和线粒体凋亡的改善作用

检测ROS、Ca2+、MMP和凋亡水平,Western blot检测氧化应激和凋亡相关蛋白。

6

体外细胞验证

验证淫羊藿苷对阿霉素诱导的NRK-52e细胞凋亡和PI3K/AKT通路的影响

用阿霉素和淫羊藿苷处理NRK-52e细胞,MTT检测细胞活力,流式检测ROS、MMP、凋亡,Western blot检测PI3K/AKT通路蛋白。

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。

化学成分分析
网络药理学分析
肾功能与损伤标志物检测
氧化应激与凋亡检测
基因表达分析
细胞活力检测
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
岛津LC-40高效液相色谱系统Shimadzu--
Cosmosil 5C18-MS-II色谱柱Nacalai Tesque--
阿霉素Main LuckH44024359
醋酸泼尼松MacklinP829896
淫羊藿苷SolarbioS18010
透射电子显微镜(HT7700)Hitachi--
MAU ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0025c
KIM-1 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R3019
IL-10 ELISA试剂盒ProteintechKE20003
TGF-β1 ELISA试剂盒ProteintechKE20010
肌酐检测试剂盒Nanjing JianchengC011-2-1
尿素氮检测试剂盒Nanjing JianchengC013-2-1
尿蛋白检测试剂盒Nanjing JianchengC035-2-1
总超氧化物歧化酶检测试剂盒Nanjing JianchengA001-1
谷胱甘肽过氧化物酶检测试剂盒Nanjing JianchengA005
丙二醛检测试剂盒Nanjing JianchengA003-1
总RNA提取试剂盒SolarbioR1200
NanoDrop One紫外分光光度计Thermo Scientific--
BeyoRT III第一链cDNA合成试剂盒BeyotimeD7178M
QuantiNova SYBR Green PCR试剂盒Qiagen--
活性氧检测试剂盒SolarbioCA1410
Fluo-4 AM荧光探针SolarbioF8500
JC-1线粒体膜电位检测试剂盒ServicebioG1511
凋亡检测试剂盒ServicebioG1515
抗CD16/32抗体BD553142
F4/80-Alexa Fluor偶联抗体BD Biosciences8045596
CD11b-APC偶联抗体Invitrogen2311195
Ly6G-FITC偶联抗体Invitrogen2440387
CD11b-FITC偶联抗体Invitrogen2172513
抗Nephrin抗体----
抗Desmin抗体----
山羊抗兔IgG H&L(辣根过氧化物酶)----
总蛋白提取试剂盒SolarbioBC3710
BCA蛋白定量试剂盒SolarbioPC0020
抗NF-κB p65抗体Abcamab16502
抗磷酸化NF-κB p65抗体Abcamab86299
抗IL-1β抗体Abcamab9722
抗Bcl-2抗体Abcamab59348
抗Bax抗体Abcamab32503
抗Cleaved-caspase-3抗体Abcamab2302
抗Caspase-3抗体Abcamab13847
抗Nrf2抗体Abcamab137550
抗磷酸化Nrf2抗体Abcamab76026
抗HO-1抗体ABclonalA19062
抗NQO-1抗体ABclonalA19586
抗PI3K抗体Abcamab1678
抗AKT抗体Abcamab8805
抗磷酸化AKT抗体Abcamab66138
抗β-actin抗体ABclonalAc026
二抗(山羊抗兔 925-68071)Li-COR925-68071
Image Studio 5.2软件Li-COR--
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
MTT试剂----
Triton X-100----
抗GAPDH抗体ABclonalAC033
山羊抗鼠IgG (925-32210)Li-COR925-32210

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
大鼠品系、性别、周龄、体重;阿霉素剂量和给药时间:第1天4mg/kg,第8天3.5mg/kg,尾静脉注射
阅读提示:Materials and Methods 2.2 Animals
药物分组及给药
分组(CON、ADR、PA、EPI-L、EPI-H);PA剂量10mg/kg,EPI-L 1.17g/kg,EPI-H 4.68g/kg;给药方式灌胃,每日一次,持续4周
阅读提示:Materials and Methods 2.2 Animals
组织学检查
肾组织固定液4%多聚甲醛,固定时间24小时,切片厚度5μm,H&E染色
阅读提示:Materials and Methods 2.3 Histological examination
足细胞损伤评估
透射电镜观察足突融合和基底膜增厚;RT-qPCR检测nephrin和desmin mRNA;免疫组化检测蛋白表达
阅读提示:Results 3.2 Effects of EPI on podocyte injury
炎症检测
流式细胞术检测巨噬细胞(F4/80)和中性粒细胞(Ly6G);ELISA检测血清IL-10和TGF-β1;RT-qPCR检测炎症因子mRNA;Western blot检测NF-κB通路蛋白
阅读提示:Results 3.4 Effects of EPI on the inflammatory response
氧化应激和凋亡检测
流式检测ROS、Ca2+、MMP、凋亡;生化检测GSH-Px、T-SOD、MDA;Western blot检测Bax、Bcl-2、Cleaved-Caspase-3、Nrf2、HO-1、NQO-1
阅读提示:Results 3.5 Effects of EPI on oxidative stress and the mitochondrial apoptosis pathway
体外细胞实验
NRK-52e细胞培养条件;阿霉素浓度0.5μg/mL,淫羊藿苷浓度10μM,处理24小时
阅读提示:Materials and Methods 2.11 Cell culture, 2.12 Cell viability assay