橙皮苷激活Nrf2保护耳蜗毛细胞免受顺铂诱导的损伤

Hesperidin activates Nrf2 to protect cochlear hair cells from cisplatin-induced damage.

作者信息Jintao Lou, Fan Wu, Wuhui He, Rui Hu, Ziyi Cai, Guisheng Chen, Wenji Zhao, Zhigang Zhang, Yu Si
PMID38629504
期刊Redox Rep
发布时间2024-12
DOI10.1080/13510002.2024.2341470

实验完整度

高

包含体内小鼠模型(ABR检测、毛细胞免疫荧光)、体外耳蜗外植体培养(TUNEL、Western blot)和细胞实验(CCK-8、流式细胞术、免疫荧光),并进行功能验证(Nrf2抑制剂)和机制验证(Nrf2/NQO1通路)。

主要模型

C57BL/6J小鼠顺铂耳毒性模型(经鼓膜注射顺铂) P3 C57BL/6J小鼠耳蜗外植体 HEI-OC1细胞系

重点核对

小鼠模型:8周龄雄性C57BL/6J,经鼓膜注射10 μl 1 mg/ml顺铂,对照组注射10 μl生理盐水;橙皮苷组提前2小时腹腔注射100 mg/kg橙皮苷 耳蜗外植体:20 μM橙皮苷预处理2小时,随后与40 μM顺铂共处理24小时 HEI-OC1细胞:40 μM顺铂处理24小时,橙皮苷最佳保护浓度为20 μM Nrf2抑制剂ML385用于验证Nrf2通路依赖性 ABR检测频率为8、16、32 kHz,统计使用独立t检验和单因素方差分析(Dunnett多重比较)

摘要

顺铂作为一种抗癌化疗药物在临床肿瘤学中广泛应用,并以其严重的耳毒性副作用而闻名。先前的研究表明,活性氧(ROS)的积累在顺铂的内耳毒性中起关键作用。橙皮苷是一种从柑橘类水果中提取的黄烷酮糖苷,具有抗炎和抗氧化作用。然而,橙皮苷在减轻顺铂诱导的耳毒性中的具体药理作用仍不清楚。转录因子核因子E2相关因子2(Nrf2)是细胞氧化应激反应的关键介质,受到橙皮苷的影响。Nrf2的激活已被证明对顺铂诱导的耳毒性具有保护作用。橙皮苷刺激Nrf2以减轻顺铂对内耳的不良影响的可能性值得进一步研究。本研究采用顺铂耳毒性的体内和体外模型来探讨这种可能性。我们的结果表明,橙皮苷通过激活感觉毛细胞中的Nrf2/NQO1通路来减轻顺铂诱导的耳毒性,从而减少ROS积累,防止毛细胞凋亡,并减轻听力损失。

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
橙皮苷是否能通过Nrf2通路减轻顺铂诱导的耳毒性及其潜在机制。
核心机制
橙皮苷通过激活Nrf2/NQO1通路,促进Nrf2核转位,增强抗氧化能力,减少ROS积累,抑制毛细胞凋亡,从而缓解听力损失。
主要证据
体内实验显示橙皮苷降低ABR阈值偏移和毛细胞丢失;体外实验显示橙皮苷减少顺铂诱导的毛细胞凋亡(TUNEL阳性减少、cleaved caspase-3降低),并降低HEI-OC1细胞ROS水平;Nrf2抑制剂ML385可消除橙皮苷的保护作用。
研究意义
橙皮苷可能在减轻顺铂耳毒性的同时不降低其抗肿瘤功效,有望成为基于顺铂肿瘤治疗的辅助药物。

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

体内验证橙皮苷对顺铂诱导听力损伤的保护作用

验证橙皮苷预处理能否减轻顺铂引起的听力阈值升高和毛细胞丢失。

通过鼓膜注射顺铂建立小鼠耳毒性模型,给予橙皮苷腹腔注射预处理,通过ABR检测听力阈值,并通过免疫荧光染色评估毛细胞数量。

2

体外耳蜗外植体验证橙皮苷对毛细胞凋亡的影响

验证橙皮苷能否减轻顺铂诱导的耳蜗毛细胞凋亡。

培养P3小鼠耳蜗外植体,分组处理,进行TUNEL染色和Western blot检测cleaved caspase-3水平。

3

验证橙皮苷对Nrf2/NQO1通路的激活

验证橙皮苷是否激活Nrf2及其下游抗氧化蛋白NQO1。

提取耳蜗外植体蛋白,通过Western blot检测Nrf2和NQO1的表达水平。

4

细胞水平验证橙皮苷对顺铂诱导凋亡的保护作用

在HEI-OC1细胞中验证橙皮苷对顺铂诱导的细胞损伤和凋亡的保护作用,并确定最佳浓度。

使用CCK-8检测细胞活力,Western blot检测凋亡标志物,流式细胞术检测凋亡率。

5

检测橙皮苷对ROS水平的影响

验证橙皮苷能否减少顺铂诱导的ROS积累。

使用DCFH-DA探针,通过流式细胞仪检测HEI-OC1细胞中的ROS水平。

6

验证Nrf2核转位及机制依赖性

验证橙皮苷是否促进Nrf2核转位,并确认其保护作用依赖于Nrf2通路。

使用免疫荧光观察Nrf2核转位,并使用Nrf2抑制剂ML385,通过流式细胞术检测细胞凋亡。

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。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
Cell-TakBD Biosciences354240
DMEM/F12培养基Gibco Life Technologies11330-032
B-27补充剂Gibco Life Technologies17504-44
N-2补充剂Gibco Life Technologies17502-048
DMEM培养基Gibco10099141C
胰蛋白酶/EDTAGibco--
顺铂MCEHY-17394
Triton X-100Solarbio Life SciencesT8200
牛血清白蛋白(BSA)Biofroxx4240GR100
抗肌球蛋白VIIa抗体Proteus Biosciences25-6790
二抗Cell Signaling Technology8889
DAPIAbcamab285390
TUNEL试剂盒ElabscienceE-CK-A320
Annexin V-FITC/PI凋亡试剂盒ElabscienceE-CK-A211
ROS检测试剂盒BeyotimeS0033S
CCK-8试剂盒APEXBIOK1018
RIPA裂解液Sigma-AldrichR0278
蛋白酶抑制剂混合物Roche11836170001
BCA蛋白定量试剂盒CWBIOCW0014S
PVDF膜Merck Millipore--
抗Nrf2抗体Proteintech80593-1-RR
抗NQO1抗体Abcamab80588
抗cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology9661
抗cleaved PARP抗体Cell Signaling Technology9661
抗β-actin抗体AffinityAF7018
二抗ABclonalAS014
Omni-ECL Femto Light化学发光试剂盒EpiZymeSQ201
LSM 710共聚焦显微镜Zeiss--
ChemiDoc XRS成像系统Bio-Rad--
BD FACSVerse流式细胞仪BD--
TDT System III系统Tucker-Davis Technologies--
橙皮苷----
ML385----

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
动物模型建立与分组
小鼠品系、性别、周龄;随机分组方法;顺铂给药方式(鼓膜注射)、剂量、体积;橙皮苷给药途径(腹腔注射)、剂量、时间;对照组处理(含1% DMSO生理盐水)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.1 Animals and drug administration
ABR阈值测量
麻醉药物及剂量;刺激频率、声强范围、步进;阈值判定标准
阅读提示:参见Materials and Methods 2.4 Measurement of auditory brainstem response (ABR)
耳蜗外植体培养与处理
小鼠年龄(P3);培养基成分;Cell-Tak包被;橙皮苷浓度(20 μM)、预处理时间(2小时);顺铂浓度(40 μM)、共处理时间(24小时);恢复培养时间(12小时)
阅读提示:参见Materials and Methods 2.2 Cochlear explants
HEI-OC1细胞培养与药物处理
培养条件(33°C、10% CO2);培养基及添加剂;顺铂浓度(40 μM)、处理时间(24小时);橙皮苷浓度(20 μM)及预处理时间(2小时);细胞密度
阅读提示:参见Materials and Methods 2.3 Cell culture
凋亡检测
TUNEL染色步骤及试剂;Western blot检测cleaved caspase-3和cleaved PARP的抗体及稀释比例;流式细胞术Annexin V-FITC/PI染色步骤
阅读提示:参见Materials and Methods 2.5-2.7