英夫利昔单抗改善实验性大鼠模型中甲氨蝶呤诱导的肾毒性:对氧化应激、线粒体生物发生、凋亡和自噬机制的影响

Infliximab Ameliorates Methotrexate-Induced Nephrotoxicity in Experimental Rat Model: Impact on Oxidative Stress, Mitochondrial Biogenesis, Apoptotic and Autophagic Machineries.

作者信息Eman F Wasfey, Marah Shaaban, Manalia Essam, Youssef Ayman, Salma Kamar, Tasneem Mohasseb, Rana Rozik, Huda Khaled, Mohamed Eladly, Mohammed Elissawi, Ahmed Bassem, Shimaa Z Elshora, Sara M Radwan
PMID37656380
发布时间2023-12
DOI10.1007/s12013-023-01168-7

实验完整度

体内大鼠模型,检测肾损伤指标、组织病理、氧化应激、炎症、凋亡、自噬和线粒体生物发生标志物,并有统计分析。

主要模型

雄性Sprague-Dawley大鼠 甲氨蝶呤诱导的肾毒性模型

重点核对

大鼠品系和体重:雄性Sprague-Dawley大鼠,150-200 g MTX剂量和给药方式:单次腹腔注射20 mg/kg INF剂量和给药时机:单次腹腔注射7 mg/kg,MTX前3天(72小时) 组别设置:对照组、MTX组、INF组、INF+MTX组,每组10只 检测终点:MTX注射后5天采集血液和肾组织

摘要

越来越多的数据证实,甲氨蝶呤(MTX),一种众所周知的免疫抑制和抗癌药物,可引起肾毒性。英夫利昔单抗(INF),肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的抑制剂,已被证明具有抗炎特性。因此,它可能具有预防MTX诱导的肾毒性的潜力。因此,本研究旨在通过研究可能的分子机制,包括其与不同死亡途径、氧化应激以及线粒体生物发生的干扰,来考察INF对MTX诱导的大鼠肾毒性的潜在肾脏保护作用。大鼠在单次注射20 mg/kg MTX前72小时接受单次腹腔注射INF 7 mg/kg。MTX肾毒性表现为血清肾指标尿素和肌酐水平显著升高,以及肾炎症标志物TNF-α和白细胞介素-6(IL-6)和肾氧化应激标志物丙二醛(MDA)显著升高,而肾抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)与对照组相比显著降低。MTX前注射INF显著逆转了这些MTX诱导的作用。此外,MTX损害了线粒体生物发生,而INF减弱了这种损害,表现为过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子-1α(PGC-1α)表达增加。最后,MTX触发了肾组织中的凋亡和自噬级联反应,表现为抗凋亡蛋白Bcl-2表达降低以及促凋亡蛋白Bax和自噬的两个关键调节因子beclin-1和LC-3表达升高,而INF预处理抵消了MTX的这些凋亡和自噬作用。总之,这些结果表明INF提供针对MTX诱导的肾毒性的保护,这可以通过其抗氧化、抗炎、抗凋亡和抗自噬作用以及上调线粒体生物发生来解释。

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
英夫利昔单抗(INF)是否通过调节氧化应激、线粒体生物发生、凋亡和自噬机制来保护大鼠免受甲氨蝶呤(MTX)诱导的肾毒性?
核心机制
INF的保护作用主要通过其抗氧化、抗炎、抗凋亡和抗自噬效应以及上调PGC-1α介导的线粒体生物发生来介导。
主要证据
INF预处理显著降低MTX引起的血清尿素和肌酐升高,改善肾组织病理学损伤,降低肾MDA、TNF-α和IL-6水平,升高SOD和PGC-1α水平,下调Bax、beclin-1和LC-3表达,上调Bcl-2表达,从而降低Bax/Bcl-2比值。
研究意义
本研究首次报道INF在MTX诱导肾毒性中的抗自噬作用,并提示PGC-1α可能是减轻MTX肾毒性的潜在治疗靶点。

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MTX肾毒性大鼠模型及INF预处理

评估INF对MTX诱导肾毒性的潜在保护作用

将大鼠随机分为4组:对照组(生理盐水)、MTX组(单次20 mg/kg i.p.)、INF组(单次7 mg/kg i.p.)、INF+MTX组(MTX前3天给予INF)。MTX注射后5天,采集血样和肾组织。

2

评估肾功能和组织病理学变化

确认MTX诱导的肾损伤及INF的保护作用

检测血清尿素和肌酐水平;肾组织切片HE染色,进行组织病理学评分(0-4级)。

3

检测氧化应激和线粒体生物发生标志物

评估INF对MTX诱导的氧化应激和线粒体功能的影响

检测肾组织MDA、SOD和PGC-1α水平。

4

检测炎症因子水平

评估INF对MTX诱导的肾炎症的影响

检测肾组织TNF-α和IL-6浓度。

5

免疫组化检测凋亡和自噬相关蛋白表达

评估INF对MTX诱导的肾细胞凋亡和自噬的影响

通过免疫组化染色和图像分析定量检测肾组织Bax、Bcl-2、beclin-1和LC-3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。

验证肾功能和组织病理变化
验证氧化应激和线粒体生物发生
验证炎症反应

产品清单

实验环节名称品牌货号
甲氨蝶呤注射液Mylan N.V--
英夫利昔单抗(类克®)Janssen Biotech Inc--
尿素试剂盒Bio-diagnostics--
肌酐试剂盒Bio-diagnostics--
MDA试剂盒Bio-diagnostics--
SOD试剂盒Bio-diagnostics--
TNF-α ELISA试剂盒Bioassay TechnologyE0764Ra
IL-6 ELISA试剂盒Bioassay TechnologyE0135Ra
PGC-1α ELISA试剂盒Bioassay TechnologyE2088Ra
Bax单克隆抗体ElabscienceE-AB-22212
Bcl-2单克隆抗体ElabscienceE-AB-22004
Beclin-1多克隆抗体ElabscienceE-AB-53242
LC-3多克隆抗体Thermo-Fisher ScientificPA1-16931

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
动物模型与分组
大鼠品系、体重、购买来源;饲养条件;随机分组方法;每组样本量(n=10);对照组、MTX组、INF组、INF+MTX组的处理方案
阅读提示:Materials and Methods: Animals, Experimental Design
药物处理
MTX剂量(20 mg/kg)及给药方式(腹腔注射);INF剂量(7 mg/kg)及给药方式;INF给药时间(MTX前3天/72小时);药物来源和批号
阅读提示:Materials and Methods: Drugs and Chemicals, Experimental Design
样本采集
采血时间(MTX后5天);麻醉方式;血液采集方法(眶后丛);安乐死方法(颈椎脱位);肾组织处理(固定、切片、匀浆)
阅读提示:Materials and Methods: Experimental Design
生化检测
血清尿素和肌酐测定试剂盒及厂家;肾组织MDA和SOD测定试剂盒及厂家;TNF-α、IL-6和PGC-1α ELISA试剂盒及货号
阅读提示:Materials and Methods: Assessment of Serum Urea..., Assessment of Renal MDA..., Assessment of Renal TNF-α & IL-6, Assessment of Renal PGC-1α
组织病理学和免疫组化
组织固定液浓度(10%福尔马林);切片厚度(3微米);HE染色步骤;组织病理学评分标准;免疫组化所用抗体及稀释度;图像分析软件
阅读提示:Materials and Methods: Histopathological Examination, Quantitative Immunohistochemical Analysis
统计方法
数据表示方式(mean±SEM);统计检验方法(One-way ANOVA, Tukey-Kramer);统计软件(SPSS version 23);显著性水平(P<0.05)
阅读提示:Materials and Methods: Statistical Analysis