芩翘上感口服液通过下调TLR4/NF-κB信号级联并抑制NLRP3炎症小体活化来缓解急性肺损伤

Qinhuo Shanggan oral solution resolves acute lung injury by down-regulating TLR4/NF-κB signaling cascade and inhibiting NLRP3 inflammasome activation.

作者信息Shun Tang, Yuanjing Liang, Minmin Wang, Jiarong Lei, Yuhui Peng, Qiu Tao, Tianqi Ming, Wenyu Yang, Chuantao Zhang, Jinlin Guo, Haibo Xu
PMID37954597
发布时间2023-10-25
DOI10.3389/fimmu.2023.1285550

实验完整度

研究包含体内动物模型(LPS诱导ALI大鼠)和体外细胞模型(LPS刺激RAW264.7细胞)两个独立证据层级,并通过病理学、分子生物学和免疫学方法进行功能验证和机制验证。

主要模型

LPS诱导的急性肺损伤大鼠模型 RAW264.7小鼠巨噬细胞

重点核对

QHSG给药剂量:5.5、11、22 g/kg(大鼠),75、150、300 μg/mL(细胞);地塞米松2 mg/kg(大鼠),5 μg/mL(细胞) LPS造模剂量:5 mg/kg(大鼠鼻内滴注),1 μg/mL(细胞) 实验周期:QHSG治疗1周(大鼠),细胞处理12小时+12小时(总计24小时) 各组样本量:大鼠每组N=6(体重、器官指数)、N=4(血常规、ELISA、qPCR)、N=3(H&E、Western blot);细胞实验N=4(qPCR)、N=3(Western blot)、MTT N=6

摘要

急性肺损伤(ALI)是一种常见疾病,尤其是在COVID-19大流行期间,其特征是呼吸功能不全突然发作,伴有呼吸急促、对氧气难治性发绀、肺顺应性降低和肺泡弥漫性浸润。众所周知,toll样受体4(TLR4)/核因子kappa-B(NF-κB)信号轴的活性增加和NOD-、LRR-和pyrin结构域蛋白3(NLRP3)炎症小体的活化与ALI的发病机制有关。由于ALI对人类健康构成巨大挑战,迫切需要采取治疗干预措施来应对这一疾病。芩翘上感口服液(QHSG)是一种传统中药复方,临床上用于治疗包括ALI在内的多种肺部疾病,但其作用机制尚不清楚。在本研究中,利用脂多糖(LPS)诱导的ALI大鼠模型,发现QHSG通过下调TLR4/NF-κB信号级联和抑制NLRP3炎症小体活化,减轻病理特征、逆转白细胞谱的改变并抑制炎症细胞因子的产生,从而改善ALI。在LPS刺激的RAW264.7小鼠巨噬细胞中,发现QHSG通过降低TLR4/NF-κB信号通路活性和减弱NLRP3炎症小体活化来阻止炎症细胞因子的产生。综上所述,QHSG可能通过减弱TLR4/NF-κB信号级联和抑制NLRP3炎症小体活化,发挥抗炎和免疫调节作用,从而缓解急性肺损伤。我们的研究结果为QHSG的作用机制提供了新的见解,并为QHSG在临床实践中治疗急性肺损伤奠定了机制基础。

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
芩翘上感口服液(QHSG)对脂多糖(LPS)诱导的急性肺损伤(ALI)是否具有改善作用及其作用机制是什么?
核心机制
QHSG通过下调TLR4/NF-κB信号级联(抑制TLR4表达、增加IκBα、减少p65磷酸化和核转位)并抑制NLRP3炎症小体活化,从而减轻炎症反应和免疫调节。
主要证据
在LPS诱导的ALI大鼠模型中,QHSG减轻病理特征、逆转白细胞谱变化、降低炎症细胞因子(IL-1β、IL-18、IL-6、TNF-α、IFN-γ)水平;在LPS刺激的RAW264.7细胞中,QHSG抑制炎症细胞因子产生;均伴随TLR4/NF-κB和NLRP3通路蛋白(NLRP3、ASC、CASP1、GSDMD)表达下调。
研究意义
研究为QHSG的作用机制提供了新的见解,并为QHSG在临床实践中治疗急性肺损伤奠定机制基础。

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

QHSG成分鉴定

通过HPLC分析确认QHSG中的主要化学成分,以保证实验用QHSG质量稳定。

使用黄芩苷、盐酸麻黄碱和苦杏仁苷标准品,通过高效液相色谱(HPLC)在两种条件下鉴定QHSG中的三种成分。

2

大鼠ALI模型建立与QHSG治疗

评估QHSG对LPS诱导的ALI大鼠病理特征、器官指数和白细胞谱的影响。

通过鼻内滴注LPS建立ALI大鼠模型,然后灌胃给予不同剂量QHSG或地塞米松,观察体重变化、器官指数、肺部外观和肺组织H&E染色。

3

血常规和淋巴细胞亚群分析

评估QHSG对LPS诱导的ALI大鼠外周血白细胞计数和淋巴细胞亚群(CD4+ T细胞、Treg细胞)的影响。

通过血细胞分析仪测定WBC计数、中性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞百分比;通过流式细胞术检测CD4+ T细胞和CD4+CD25+Foxp3+ Treg细胞比例。

4

炎症细胞因子检测

验证QHSG对LPS诱导的ALI大鼠肺组织和RAW264.7细胞中炎症细胞因子产生的影响。

采用qRT-PCR和Western blot检测IL-1β、IL-18、IL-6、TNF-α和IFN-γ的mRNA和蛋白水平;ELISA检测肺组织TNF-α和IL-1β水平。

5

TLR4/NF-κB通路验证

探究QHSG是否通过下调TLR4/NF-κB信号通路发挥抗炎作用。

检测TLR4、IκBα、p65、磷酸化p65和核p65蛋白表达,以及TLR4 mRNA水平;免疫组化检测TLR4和磷酸化p65。

6

NLRP3炎症小体活化验证

探究QHSG是否通过抑制NLRP3炎症小体活化减轻ALI。

检测NLRP3、ASC、CASP1和GSDMD的mRNA和蛋白表达,以及免疫组化检测NLRP3蛋白水平。

7

体外细胞实验

在RAW264.7小鼠巨噬细胞中验证QHSG的抗炎作用和机制。

采用MTT法检测QHSG对细胞活力的影响;LPS刺激RAW264.7细胞,给予不同浓度QHSG或地塞米松处理,检测炎症细胞因子及TLR4/NF-κB和NLRP3通路相关蛋白。

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。

验证QHSG成分
验证病理特征和器官变化
验证免疫细胞变化
验证NLRP3炎症小体激活
评估细胞活力

产品清单

实验环节名称品牌货号
脂多糖Sigma-AldrichL2880
地塞米松Keen Experimental Equipment Co.--
杜氏改良Eagle培养基----
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四氮唑溴盐----
二甲基亚砜----
RIPA裂解液----
核蛋白提取试剂盒SolarbioR0050-50T
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012
聚偏二氟乙烯膜----
增强化学发光试剂盒----
ChemiDoc XRS+成像系统Bio-Rad--
总RNA提取试剂盒BeyotimeR0032
BeyoRT™ III cDNA第一链合成试剂盒BeyotimeD7178M
2×通用型Blue SYBR Green qPCR预混液ServicebioG3326-05
BioRad CFX96™实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
大鼠TNF-α ELISA试剂盒Cloud-Clone CorporationHEA133Ra
大鼠IL-1β ELISA试剂盒Cloud-Clone CorporationHEA563Ra
FITC偶联CD4抗体ElabscienceE-AB-F1097C
APC偶联CD25抗体ElabscienceE-AB-F1102E
PE偶联Foxp3抗体Elabscience12-5773-82
流式细胞仪 (CytoFLEX)Beckman Coulter--
牛血清白蛋白----
黄芩苷标准品National Institutes for Food and Drug Control of China110715-202223
苦杏仁苷标准品National Institutes for Food and Drug Control of China110820-202109
Zorbax Eclipse Plus C18色谱柱Agilent--
Agilent 1260高效液相色谱仪Agilent--
TLR4抗体Affinity BiosciencesAF7017
NF-κB p65抗体Affinity BiosciencesAF5006
磷酸化NF-κB p65 (Ser276)抗体Affinity BiosciencesAF3387
IκBα抗体Affinity BiosciencesAF5002
NLRP3抗体Affinity BiosciencesDF7438
IL-6抗体Affinity BiosciencesDF6087
IFN-γ抗体Affinity BiosciencesDF60445
ASC抗体ABclonal TechnologyA22046
GSDMD抗体Proteintech20770-1-AP
CASP1抗体Proteintech22915-1-AP
IL-18抗体Proteintech10663-1-AP
IL-1β抗体Proteintech26048-1-AP
TNF-α抗体Proteintech26405-1-AP
异氟烷----
SD大鼠SiPeiFu Biotechnology--

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
动物模型及给药
大鼠品系、周龄、体重、LPS剂量、给药方式、QHSG剂量、地塞米松剂量、治疗时间
阅读提示:Methods 2.4 Animal model and treatment regimens
细胞实验处理
RAW264.7细胞来源、培养基成分、LPS浓度、QHSG浓度、地塞米松浓度、处理时间
阅读提示:Methods 2.11 Cell culture, 2.13 Stimulation of RAW264.7 cells with LPS
炎症因子检测
肺组织和细胞样本制备、RNA提取、qRT-PCR引物、Western blot抗体、ELISA试剂盒
阅读提示:Methods 2.14 Real-time quantitative RT-PCR, 2.15 Western blotting, 2.9 ELISA
通路蛋白检测
TLR4、IκBα、p65、磷酸化p65、核p65的抗体和检测条件、免疫组化条件
阅读提示:Methods 2.15 Western blotting, 2.10 Immunohistochemical analysis
统计方法
实验重复次数、统计检验方法(one-way ANOVA with Tukey's post hoc test)、数据表示(mean ± SEM)、显著性水平
阅读提示:Methods 2.16 Statistical analysis