肝复乐胶囊通过抑制谷氨酰胺代谢减轻小鼠胆管结扎诱导的肝纤维化

Ganfule capsule alleviates bile duct ligation-induced liver fibrosis in mice by inhibiting glutamine metabolism.

作者信息Chang Ke, Jianlong Gao, Jiyuan Tu, Yan Wang, Yangxin Xiao, Yuan Wu, Yanju Liu, Zhongshi Zhou
PMID36278176
发布时间2022-10-07
DOI10.3389/fphar.2022.930785

实验完整度

包含BDL小鼠模型、LX-2细胞体外实验、代谢组学分析、组织病理学、免疫组化、Western blot和RT-qPCR等多层级验证。

主要模型

C57BL/6小鼠胆管结扎(BDL)肝纤维化模型 LX-2人肝星状细胞系

重点核对

GFL剂量:低剂量1.17 g/kg和高剂量2.34 g/kg,灌胃给药,持续14天 LX-2细胞刺激:5 ng/ml TGF-β1,GFL浓度250 μg/ml和500 μg/ml,处理24小时 代谢组学样本:每组12只小鼠血清,GC-MS分析 统计方法:单因素方差分析,p < 0.05表示差异显著

摘要

背景:肝纤维化是多种肝脏疾病的病理结局,也可进展为肝硬化和肝癌。目前尚无特效的抗肝纤维化药物获临床批准。研究表明肝复乐胶囊(GFL)对肝脏具有保护作用,并在肝癌治疗中具有潜力。然而,GFL 治疗肝纤维化的机制尚不清楚。目的:本文旨在研究 GFL 对肝纤维化的保护作用及其可能机制。方法:通过胆管结扎(BDL)制备C57BL/6小鼠胆汁淤积性肝纤维化模型。GFL组给予不同浓度的GFL治疗14天。进行病理学分析、血清生化指标检测、代谢组学分析、免疫组织化学、Western blot和实时PCR。结果:GFL可减轻BDL引起的小鼠肝损伤和肝纤维化。小鼠血清代谢组学分析显示术后代谢紊乱,GFL可通过谷氨酰胺代谢;缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成;氨酰tRNA生物合成等代谢途径减轻紊乱。GFL通过抑制谷氨酰胺酶1(GLS1)的活性影响谷氨酰胺代谢。GLS1的激活受NF-κB通路调控,实验表明GFL可抑制IκB-α和NF-κB p65的磷酸化。结论:本研究证实了GFL对肝损伤的保护作用,并表明GFL抑制谷氨酰胺代谢,该作用与NF-κB通路相关,最终减轻肝纤维化。这些结果有助于开发治疗肝纤维化的新药。

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
肝复乐胶囊(GFL)对胆管结扎(BDL)诱导的肝纤维化是否具有保护作用,及其可能的分子机制是什么?
核心机制
GFL通过抑制NF-κB通路,降低GLS1的表达和活性,从而抑制谷氨酰胺代谢,减轻肝纤维化。
主要证据
在BDL小鼠模型中,GFL降低了血清ALT、AST、TBIL水平,减轻了组织学损伤和胶原沉积,并抑制了GLS1的表达;在LX-2细胞中,GFL抑制TGF-β1诱导的激活。
研究意义
该研究填补了GFL在肝纤维化治疗中机制研究的空白,为GFL在临床上治疗肝纤维化提供了参考。

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BDL诱导的肝纤维化模型

模拟胆汁淤积性肝纤维化,为评估GFL的药效提供体内模型。

雄性C57BL/6小鼠(6-7周龄)随机分为假手术组、模型组、GFL低剂量组和高剂量组。手术结扎胆管,术后24小时开始灌胃给药,持续14天。

2

评估肝损伤和炎症

检测GFL对BDL诱导的肝损伤和炎症的影响。

检测血清ALT、AST、TG、TC、TBIL水平,肝组织中IL-1β和TNF-α的mRNA和蛋白表达,并进行肝脏组织形态学和H&E染色观察。

3

评估肝纤维化程度

验证GFL是否减轻肝纤维化。

检测肝组织中α-SMA、COL1A1、COL4A2的mRNA和蛋白表达,进行Masson染色和天狼星红染色评估胶原沉积,并通过免疫组化检测α-SMA和COL1A1的表达。

4

血清代谢组学分析

探索GFL对BDL引起的代谢紊乱的影响。

对假手术组、模型组和GFL-HD组的小鼠血清进行GC-MS分析,进行PCA和OPLS-DA分析,筛选差异代谢物并富集通路。

5

验证谷氨酰胺代谢调控

验证GFL是否通过调节谷氨酰胺代谢发挥作用。

检测肝组织中谷氨酸含量,利用免疫组化和Western blot检测GLS1和GLS2的表达,并检测NF-κB通路相关蛋白(IκBα、p-IκBα、p65、p-p65)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
肝复乐胶囊Changsha Kamp Medicine Co., Ltd.--
甲氧胺盐酸盐Sigma AldrichBCBZ8981
吡啶Sigma AldrichSHBK6453
ABScript III 逆转录预混液ABclonal TechnologyRK20429
通用SYBR qPCR预混液Vazyme Biotech Co., Ltd.Q711-02
谷丙转氨酶(ALT)检测试剂盒SolarbioBC1555
谷草转氨酶(AST)检测试剂盒SolarbioBC1565
谷氨酸含量检测试剂盒SolarbioBC1585
总胆固醇(TC)比色法试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-BC-K109-M
甘油三酯(TG)比色法试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-BC-K261-M
总胆红素(TBIL)比色法试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-BC-K760-M
小鼠白细胞介素1β ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-M0037c
小鼠肿瘤坏死因子α ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-M3063
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
抗α-SMA抗体Proteintech14395-1-AP
抗COL1A1抗体Proteintech67288-1-Ig
抗GLS1抗体ABclonal TechnologyA3885
抗GLS2抗体ABclonal TechnologyA16029
抗IκBα抗体CST9242
抗磷酸化IκBα抗体CST5209
抗NF-κB p65抗体CST8242
抗磷酸化NF-κB p65抗体CST3033
ACQUITY UPLC HSS T3色谱柱Waters--
DB-5MS毛细管柱----
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
转化生长因子-β1----
CCK-8试剂盒----
TRIzol试剂----

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
小鼠品系(C57BL/6),性别(雄性),年龄(6-7周),体重(约20±2g),饲养环境(温度23±2°C,湿度55±5%,12小时光照/黑暗循环),胆管结扎手术步骤,麻醉方法(戊巴比妥钠)
阅读提示:Methods 2.4 Animals 和 2.5 Model establishment and grouping
GFL给药
GFL剂量(低剂量1.17 g/kg,高剂量2.34 g/kg),给药方式(灌胃),给药体积(0.1 ml/10g),给药频率(每日一次),给药周期(14天),溶剂(0.9% NaCl溶液)
阅读提示:Methods 2.2 Preparation of GFL 和 2.5 Model establishment and grouping
血清生化检测
检测指标(ALT, AST, TG, TC, TBIL),试剂盒品牌和货号,样本处理方法(血清分离和储存)
阅读提示:Methods 2.1 Chemicals and reagents 和 3.2 Results
组织病理学
固定液(4%中性甲醛溶液),固定时间(24小时),切片厚度(3-4μm),染色方法(H&E, Masson, Sirius red)
阅读提示:Methods 2.6 Histopathology, 2.7 Sirius red staining, 2.8 Masson staining
分子表达检测
RT-qPCR引物序列(见补充材料),PCR循环条件,Western blot抗体稀释比例(一抗未说明,二抗1:5000),内参(GAPDH)
阅读提示:Methods 2.10 RNA isolation and RT-qPCR, 2.11 Western blotting
LC-MS分析
色谱柱(ACQUITY UPLC HSS T3),流动相,梯度洗脱程序,质谱参数(喷雾电压,毛细管温度,质量范围等)
阅读提示:Methods 2.3 LC-MS analysis
GC-MS分析
色谱柱(DB-5MS),程序升温,进样量(1μl),载气(氦气),分流比(10:1),质谱参数(电子能量70eV,扫描范围m/z 50-650)
阅读提示:Methods 2.13 GC-MS analysis
代谢组学分析
每组样本量(n=12),软件(XCMS, SIMCA-P),统计检验(OPLS-DA, VIP>1, p<0.05)
阅读提示:Methods 2.14 Metabonomic analysis 和 3.4 Results
细胞培养
细胞系(LX-2),培养基(DMEM含10% FBS, 100 U/mL青链霉素),培养条件(37°C, 5% CO2),TGF-β1浓度(5 ng/ml),GFL浓度(250 μg/ml, 500 μg/ml),处理时间(24小时)
阅读提示:Methods 2.15 Cell culture