瑶药海南山姜通过STAT3信号通路抑制肝星状细胞活化从而减轻肝纤维化

Yao medicine Amydrium hainanense suppresses hepatic fibrosis by repressing hepatic stellate cell activation via STAT3 signaling.

作者信息Bingmin Wu, Lan Huang, Yange Wang, Lishan Zeng, Ying Lin, Jingyan Li, Shaogui Wang, Guifang Zhang, Lin An
PMID36588728
发布时间2022-12-14
DOI10.3389/fphar.2022.1043022

实验完整度

包含CCl4诱导小鼠肝纤维化模型、HSC-T6和RAW264.7细胞模型、STAT3过表达机制验证及组织学、生化、分子检测等多层级实验。

主要模型

CCl4诱导的C57BL/6小鼠肝纤维化模型 HSC-T6大鼠肝星状细胞系 RAW264.7小鼠巨噬细胞系

重点核对

AHWE给药剂量(40、80、160 mg/kg)和给药方式(灌胃) CCl4建模方案(20% CCl4,5 ml/kg,腹腔注射,每周两次,持续4周) TGF-β1(10 ng/ml)刺激HSC-T6细胞1小时,AHWE处理24小时 LPS(1 μg/ml)刺激RAW264.7细胞1小时,AHWE处理24小时 STAT3过表达质粒(pEGFP-STAT3)转染HSC-T6和RAW264.7细胞

摘要

民族药理学相关性:肝纤维化(HF)是慢性肝损伤的反应,容易发展为不可逆的肝硬化甚至肝癌。海南山姜水提取物(AHWE)是从瑶药海南山姜中提取的水溶性成分,民间常用于治疗炎症性疾病。先前证据表明,AHWE显著抑制肝星状细胞活化。然而,关于AHWE在肝纤维化中的治疗作用及其作用机制知之甚少。目的:研究AHWE对肝纤维化的治疗作用及其潜在机制。方法:通过腹腔注射四氯化碳(CCl4)建立HF小鼠模型,在体内测试AHWE的治疗效果。采用H&E染色和Masson三色染色对肝损伤和纤维化进行组织学评价。检测血清ALT、AST、I型胶原(Col I)和羟脯氨酸(HYP)水平。检测肝纤维化和炎症基因的mRNA表达,分析α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和信号转导与转录激活因子3(STAT3)的蛋白水平。体外实验使用HSC-T6和RAW264.7细胞系。结果:AHWE治疗显著逆转了CCl4小鼠模型中的组织病理学肝损伤和肝功能异常。此外,AHWE治疗改善了CCl4诱导的HF小鼠血清中ALT、AST、Col I和HYP的水平。进一步,AHWE对CCl4诱导的纤维化标志物(Acta2、Col1a1和Col3a1)和炎症因子(Stat3、Tnfa、Il6和Il1b)的表达有显著抑制作用。体外实验结果与体内结果一致。此外,STAT3过表达证明STAT3信号通路参与了AHWE的抗纤维化作用。结论:本研究提出了一种新的民族药物用于HF,并提示STAT3信号通路调节在该药物抗纤维化作用中的潜在作用。这些发现将为开发AHWE作为HF预防和治疗的新型替代或补充疗法提供坚实的科学证据。

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
AHWE对肝纤维化的治疗作用及其潜在机制是什么?
核心机制
AHWE通过抑制STAT3信号通路来抑制肝星状细胞活化,从而减轻肝纤维化。
主要证据
CCl4诱导肝纤维化小鼠模型中,AHWE改善肝损伤和纤维化,降低α-SMA和纤维化基因表达;体外HSC-T6和RAW264.7细胞中,AHWE抑制TGF-β1和LPS诱导的活化;STAT3过表达逆转AHWE的抑制作用。
研究意义
研究发现为将AHWE开发为肝纤维化预防和治疗的新型替代或补充疗法提供了药理学依据。

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

AHWE化学成分分析

鉴定AHWE中的主要化合物成分。

采用Q-Orbitrap高分辨质谱技术对AHWE进行成分分析。

2

体内抗肝纤维化效果评估

验证AHWE对CCl4诱导的肝纤维化小鼠的治疗效果。

建立CCl4诱导肝纤维化小鼠模型,给予不同剂量AHWE,通过组织学染色、血清生化检测、ELISA、Western blot和RT-qPCR评估肝损伤和纤维化程度。

3

体外细胞模型验证

评估AHWE对TGF-β1诱导的HSC-T6细胞活化及LPS诱导的RAW264.7细胞炎症的抑制作用。

使用TGF-β1刺激HSC-T6细胞建立肝星状细胞活化模型,LPS刺激RAW264.7细胞建立炎症模型,给予不同浓度AHWE处理后检测相关指标。

4

STAT3信号通路机制验证

验证AHWE的抗纤维化作用是否通过STAT3信号通路介导。

通过STAT3过表达质粒转染HSC-T6和RAW264.7细胞,观察AHWE对下游靶基因表达的抑制作用是否被逆转。

5

体内STAT3通路验证

在体内小鼠模型中验证AHWE是否调节STAT3信号通路。

对肝纤维化小鼠肝组织进行免疫组化、Western blot和RT-qPCR检测STAT3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
RIPA裂解液BeyotimeP0013
增强型BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010
兔抗α-SMA抗体ProteinTech14395-1-AP
抗GAPDH抗体ProteinTech6004-1-lg
小鼠抗STAT3抗体ProteinTech10253-2-AP
重组人TGF-β1ProteinTech100-21
HRP标记亲和纯化山羊抗小鼠IgG抗体(H+L)ProteinTechSA00001-1
兔抗磷酸化STAT3(Tyr705)抗体Cell Signaling Technology--
HRP标记山羊抗兔IgG抗体(H+L)Bioworld TechnologyBS13278
Alexa Fluor 568偶联山羊抗兔IgG(H+L)抗体Abcam--
丙氨酸转氨酶测定试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC009-2-1
天冬氨酸转氨酶测定试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC010-2-1
羟脯氨酸检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA030-2-1
I型胶原ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0325c
DMEM培养基Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Thermo Fisher Scientific--
CCK-8试剂盒GLPBIO--
酶标仪Thermo Varioskan LUX--
Trizol试剂Accurate Biotechnology--
NanoDrop 2000分光光度计ThermoFisher Scientific--
Evo M-MLV反转录试剂盒Accurate Biotechnology--
SYBR Green预混液qPCR试剂盒Accurate Biotechnology--
QuantStudio 5实时荧光定量PCR仪ThermoFisher Scientific--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
PVDF膜----
ECL增强化学发光Yeasen--
Image-ProPlus 6.0软件----
GraphPad Prism 7.0----

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、性别、周龄、体重、CCl4浓度、剂量、给药途径、频率、时长、对照组设置、样本量
阅读提示:见Methods 2.4 Animals and experimental procedures
AHWE给药
AHWE剂量(40、80、160 mg/kg)、给药途径(灌胃)、频率(每天一次)、持续时间(4周)、溶解介质(PBS)
阅读提示:见Methods 2.4 Animals and experimental procedures
细胞实验模型建立
HSC-T6细胞、RAW264.7细胞、TGF-β1浓度和刺激时间、LPS浓度和刺激时间、AHWE处理浓度(0.25、0.5、1 mg/ml)和处理时间(24小时)
阅读提示:见Methods 2.8 Cell culture and AHWE treatment
STAT3过表达
pEGFP-STAT3质粒、转染试剂Lipofectamine 2000、转染时间(24小时)
阅读提示:见Methods 2.12 Plasmid transfection
检测指标
血清ALT、AST、Col I、HYP、羟脯氨酸,肝组织Col I、α-SMA、纤维化基因Acta2/Col1a1/Col3a1、炎症基因Tnfa/Il6/Il1β、Stat3、p-STAT3/STAT3蛋白
阅读提示:见Methods 2.5-2.7, 2.11, 2.13;Results 3.2-3.7