吴茱萸对高尿酸血症和痛风小鼠的抗炎及降尿酸作用

Anti-inflammatory and uric acid lowering effects of Euodiae fructus on hyperuricemia and gout mice.

作者信息Zhilei Wang, Jingwen Liu, Yu Mou, Wenhao Liao, Yuchen Li, Juan Liu, Jianyuan Tang
PMID38708084
发布时间2024-04-19
DOI10.3389/fphar.2024.1296075

实验完整度

包含体外BMDM炎症小体活化实验、体内HFD/PO诱导HUA及MSU诱导痛风模型、肾功能及尿酸转运蛋白检测、肾组织代谢组学等多层级验证,并进行了功能与机制验证。

主要模型

小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDM) HFD/PO诱导的HUA及MSU诱导的痛风性关节炎小鼠模型

重点核对

体外BMDM实验中LPS priming 4小时、ERE含药血清处理1小时、不同NLRP3激动剂刺激 体内实验小鼠分组:正常对照组、模型组、ER低剂量组(0.375 g/kg)、ER高剂量组(0.75 g/kg) PO剂量250 mg/kg灌胃,HFD喂养,MSU 2 mg/0.1 mL/只注射入踝关节腔 ER给药时间:第28天至第37天,每日一次;PO及HFD从第0天至第37天 检测指标:血清UA、CRE、BUN、IL-1β、TNF-α,肾组织URAT1、GLUT9、OAT1、ABCG2及NLRP3通路蛋白

摘要

代谢性疾病高尿酸血症(HUA)是由血清尿酸(UA)过多引起的,可导致慢性肾脏病和痛风的风险增加。作为一种广泛使用的中药,吴茱萸(ER)具有显著的抗炎和镇痛作用,然而其对HUA和痛风的治疗作用尚未被研究。为了探讨其潜在作用和机制,研究了ER对小鼠骨髓巨噬细胞中促炎细胞因子和NLRP3炎症小体活化的影响。此外,通过给高脂饮食(HFD)喂养的小鼠联合给予氧嗪酸钾(PO)和单钠尿酸盐晶体37天,建立了HUA和痛风性关节炎的小鼠模型。在注射PO后1小时,口服给予ER水提物,持续10天。我们的研究表明,ER是小鼠巨噬细胞中有效的NLRP3抑制剂。最重要的是,ER(0.75 g/kg)治疗显著降低了踝关节厚度比、血清UA、肌酐和血尿素氮水平(p < 0.05)。此外,ER(0.75 g/kg)显著逆转了肾脏尿酸转运蛋白1(URAT1)和葡萄糖转运蛋白9(GLUT9)的升高以及有机阴离子转运蛋白1(OAT1)和ATP结合盒亚家族G成员2(ABCG2)水平的降低(p < 0.05)。此外,ER(0.75 g/kg)显著改善了血清炎症细胞因子IL-1β和TNF-α的产生(p < 0.01),并改善了肾脏中NLRP3炎症小体信号通路的活化。综上所述,这些数据表明ER作为一种强效且特异的NLRP3抑制剂,具有多种抗HUA、抗痛风和抗炎作用。我们的研究旨在为含有ER的经典中药复方在治疗HUA相关疾病中的传统应用提供实验支持,并可能为ER的临床应用增加新的维度。

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
吴茱萸(ER)是否对高尿酸血症和痛风具有治疗作用,其作用机制是否通过抑制NLRP3炎症小体激活?
核心机制
ER通过阻断ASC寡聚化特异性地抑制NLRP3炎症小体激活,降低caspase-1活化和IL-1β分泌,从而改善炎症;并通过调节肾尿酸转运蛋白(下调URAT1、GLUT9,上调OAT1、ABCG2)促进尿酸排泄。
主要证据
体外BMDM实验中ER含药血清抑制多种激动剂诱导的caspase-1活化和IL-1β释放;体内HFD/PO诱导HUA及MSU诱导痛风小鼠模型中,ER(0.75 g/kg)降低血清UA、CRE、BUN及炎症因子,并抑制肾组织中NLRP3和caspase-1 p20表达。
研究意义
研究为含有ER的经典中药复方治疗HUA相关疾病提供了实验支持,并可能为ER的临床应用增加新方向。

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

ERE成分鉴定

鉴定吴茱萸水提物中的主要代谢产物,为其药理作用提供物质基础。

采用UPLC-MS分析ERE色谱峰,鉴定出脱氢吴茱萸碱、吴茱萸内酯、吴茱萸醇、吴茱萸碱、吴茱萸次碱、吴茱萸卡品、二氢吴茱萸卡品等7个主要成分,并计算相对含量。

2

体外验证ER对NLRP3炎症小体的抑制作用

验证ER是否抑制NLRP3炎症小体激活,并检测其特异性。

LPS预刺激BMDMs,给予ERE含药血清处理,再用NLRP3激动剂(尼日利亚霉素、ATP、SiO2、MSU等)刺激,检测caspase-1活性、IL-1β和caspase-1切割、ASC寡聚化;同时检测对AIM2和NLRC4炎症小体的影响。

3

体内建立HUA和痛风小鼠模型并给予ER治疗

评估ER对HUA和痛风小鼠的治疗效果。

C57BL/6J小鼠分为正常对照组、模型组、ER低剂量组(0.375 g/kg)和高剂量组(0.75 g/kg),模型组和ER组给予PO和HFD 37天,第36天踝关节腔注射MSU,ER组从第28天起每天灌胃ERE,检测关节肿胀、血清生化指标、血常规及肾组织蛋白表达。

4

肾组织代谢组学分析

探索ER对HUA小鼠肾组织代谢谱的影响,发现差异代谢物。

采用UPLC-MS/MS对肾组织进行非靶向代谢组学分析,通过PCA、PLS-DA、OPLS-DA筛选差异代谢物,并鉴定潜在生物标志物。

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
巨噬细胞集落刺激因子MedChemExpressHY-P7085
Caspase-Glo 1炎症小体检测试剂盒PromegaG9951
双琥珀酰亚胺辛二酸酯MedChemExpressHY-W019543
氧嗪酸钾----
单钠尿酸盐晶体----
高脂饮食Jiangsu Xietong Pharmaceutical Bio-engineering Co., Ltd.XTHF60
小鼠IL-1β ELISA试剂盒ElabscienceE-MSEL-M0003
小鼠TNF-α ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M3063
抗小鼠caspase-1抗体AdipogenAG-20B-0042
抗NLRP3抗体AdipogenAG-20B-0014
抗小鼠IL-1β抗体R&D SystemsAF-401-NA
抗ASC抗体Cell Signaling Technology67824
GLUT9多克隆抗体Proteintech26486-1-AP
ABCG2多克隆抗体Proteintech27286-1-AP
URAT1多克隆抗体Proteintech14937-1-AP
GAPDH单克隆抗体Proteintech60004-1-Ig
Lamin B1多克隆抗体Proteintech12987-1-AP
山羊抗小鼠IgGProteintechSA00001-1
山羊抗兔IgGProteintechSA00001-2
ACQUITY UPLC I-Class超高效液相色谱Waters--
ACQUITY UPLC BEH-C18色谱柱Waters--
质谱仪(Waters XEVO G2-QTOF)Waters--
ACQUITY UPLC HSS T3色谱柱Waters--
Q Exactive质谱仪Thermo Fisher Scientific--
Tecan Infinite 200Pro酶标仪Tecan--

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
体外BMDM炎症小体实验
BMDM分化条件(M-CSF浓度50 ng/mL)、细胞密度、LPS priming时间(4小时)、ERE含药血清浓度及处理时间(1小时)、激动剂种类及浓度
阅读提示:Methods 2.4.2, 2.4.3, Figure 1A, Figure 2
体内HUA/痛风模型
小鼠品系、周龄、体重、PO剂量(250 mg/kg)、HFD类型、MSU剂量(2 mg/0.1 mL)、ER给药剂量(0.375/0.75 g/kg)及时间(第28-37天)、样本量(n=6)
阅读提示:Methods 2.5, Figure 1B
肾组织代谢组学
色谱柱型号、流动相梯度、质谱参数(喷雾电压、毛细管温度等)、QC样本使用、数据采集模式
阅读提示:Methods 2.6, Table 1, Table 2
Western blot
抗体信息、稀释比例(原文未明确说明)、蛋白上样量、转膜条件、曝光条件
阅读提示:Methods 2.2, Figure legends 3-6