银芩清肺颗粒通过抑制NLRP3炎症小体介导的巨噬细胞焦亡缓解肺炎支原体肺炎

Yinqin Qingfei granules alleviate Mycoplasma pneumoniae pneumonia via inhibiting NLRP3 inflammasome-mediated macrophage pyroptosis.

作者信息Zhe Song, Chengen Han, Guangzhi Luo, Guangyuan Jia, Xiao Wang, Baoqing Zhang
PMID39257401
发布时间2024-08-27
DOI10.3389/fphar.2024.1437475

实验完整度

包含LC-MS/MS成分鉴定、体外细胞实验、分子对接、慢病毒过表达、体内小鼠模型及免疫荧光等独立证据层级,并进行功能与机制验证。

主要模型

RAW264.7细胞 MP感染RAW264.7细胞模型 BALB/c小鼠MPP模型 NLRP3过表达RAW264.7细胞系

重点核对

MP感染RAW264.7细胞的时间点为12小时 含药血清干预浓度10% 小鼠MPP模型通过鼻滴5×10^8 CCU/mL的MP菌液,连续3天 YQQFG小鼠给药剂量86 mg/d,AZM 1.4 mg/d YQQFG+AZM联合给药顺序(YQQFG后6小时AZM)

摘要

背景:肺炎支原体肺炎(MPP)是儿童常见的呼吸道感染性疾病。鉴于肺炎支原体(MP)对大环内酯类抗生素的耐药性日益增加,寻找新的治疗药物至关重要。银芩清肺颗粒(YQQFG)是一种专门针对儿童MPP的中成药,但其机制尚不明确。方法:采用LC-MS/MS鉴定了YQQFG的主要成分。体外实验中,感染MP的RAW264.7细胞通过扫描电镜进行形态学检查。制备含药血清,并通过CCK-8法确定其干预浓度。使用Autodock Vina软件将YQQFG的活性成分与NLRP3蛋白进行分子对接。利用慢病毒构建NLRP3过表达的RAW264.7细胞系以确定YQQFG的作用靶点。体内实验中,通过鼻滴MP建立MPP小鼠模型。通过肺指数和H&E染色评估肺损伤。通过Western blot检测细胞和肺组织中焦亡相关蛋白水平,通过ELISA定量细胞上清和小鼠血清中白细胞介素(IL)-1β和IL-18的水平。对肺组织切片进行免疫荧光双染以评估NLRP3蛋白表达与巨噬细胞的相关性。通过qPCR评估社区获得性呼吸窘迫综合征毒素(CARDS TX)的表达。结果:在YQQFG中鉴定出25种具有良好口服生物利用度的有效成分。体外和体内研究均表明,YQQFG显著降低NLRP3/Caspase-1/GSDMD通路的表达,减少IL-1β和IL-18的释放,并抑制MP外毒素。分子对接表明YQQFG大多数成分与NLRP3蛋白具有强亲和力。慢病毒转染和免疫荧光双染证实YQQFG显著抑制巨噬细胞中NLRP3的表达,效果优于阿奇霉素(AZM)。YQQFG与AZM联合使用对MPP具有最佳治疗效果。结论:YQQFG通过抑制NLRP3炎症小体介导的巨噬细胞焦亡来减轻炎症反应,从而改善MP诱导的急性肺损伤。YQQFG可作为儿童MPP治疗的有效辅助和替代药物。

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
YQQFG是否通过抑制NLRP3炎症小体介导的巨噬细胞焦亡来缓解MPP?
核心机制
YQQFG抑制NLRP3/Caspase-1/GSDMD通路,减少IL-1β和IL-18释放,并抑制MP外毒素CARDS TX,从而阻断巨噬细胞焦亡。
主要证据
体外RAW264.7细胞和体内BALB/c小鼠模型均显示YQQFG降低NLRP3通路蛋白表达、减少炎症因子;慢病毒过表达和免疫荧光实验证实YQQFG靶向NLRP3蛋白;分子对接显示强亲和力。
研究意义
YQQFG可作为儿童MPP治疗的辅助和替代药物,提供新的治疗策略。

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

YQQFG成分鉴定

识别YQQFG的活性成分

采用LC-MS/MS对六个生产批次的YQQFG样品进行检测,结合数据库匹配鉴定成分,并通过TCMSP筛选口服生物利用度≥30%的活性成分。

2

MP感染时间筛选

确定MP诱导巨噬细胞炎症和焦亡的最佳干预时间

用MP感染RAW264.7细胞,在不同时间点(2/4/6/12/24小时)收集上清,检测IL-1β和TNF-α水平,并通过SEM观察细胞形态。

3

含药血清干预浓度筛选

确定体外实验中含药血清的最佳干预浓度

将不同浓度(2.5%、5%、10%、20%)的含药血清加入细胞培养基,通过CCK-8法检测细胞活力,选择存活率最高的浓度。

4

体外药效验证

验证YQQFG对MP诱导的NLRP3炎症小体通路和焦亡的影响

将细胞分为对照组、模型组(MP+空白血清)、YQQFG组、AZM组和联合组,用含药血清干预,收集细胞和上清,检测通路蛋白和炎症因子。

5

分子对接

预测YQQFG活性成分与NLRP3蛋白的结合能力

将25种活性成分与NLRP3蛋白(PDB ID: 8WSM)进行分子对接,使用Autodock Vina计算结合能。

6

NLRP3过表达验证靶点

证实YQQFG的作用靶点为NLRP3蛋白

通过慢病毒转染构建NLRP3过表达RAW264.7细胞系,验证过表达效率后,检测各分组中通路蛋白和炎症因子的变化。

7

体内动物模型验证

验证YQQFG对MPP小鼠的治疗效果

通过鼻滴MP建立MPP小鼠模型,分组灌胃给药3或7天,评估体重、肺指数、肺组织病理,检测通路蛋白、血清炎症因子、NLRP3和F4/80共定位及CARDS TX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
ACQUITY UPLC HSS T3色谱柱(2.1×100 mm,1.8 µm)Waters--
Thermo Vanquish超高效液相色谱系统Thermo Fisher--
Thermo Q Exactive质谱仪Thermo Fisher--
高糖DMEM培养基BasalMediaL110KJ
胎牛血清GibcoA3161002C
青霉素-链霉素溶液BasalMediaS110JV
支原体肉汤基础OxoidCM1166
支原体补充剂GOxoidSR0059C
50%葡萄糖注射液Hubei Kelun Pharmaceutical Co., Ltd.H42021188
酚红无菌溶液SolarbioG1230
甘油SolarbioG8190
电镜固定液ServicebioG1102
CCK-8溶液ElabscienceE-CK-A362
小鼠IL-1β ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0037
小鼠TNF-α ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M3063
小鼠IL-18 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0730
嘌呤霉素MCEHY-K1057
SPARKeasy改良组织/细胞RNA提取试剂盒SparkJadeAC0202
SPARKscript II RT Plus试剂盒(含gDNA Eraser)SparkJadeAG0304
2×SYBR Green qPCR预混液SparkJadeAH0104
罗氏LightCycler 480 IIRoche--
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白测定试剂盒BeyotimeP0010
NLRP3抗体abcamab270449
ASC抗体CohesionCPA7120
proCaspase-1抗体abcamab179515
cleaved Caspase-1抗体Proteintech22915-1-AP
GSDMD抗体abcamab219800
GSDMD-NT抗体ABclonalA22523
GAPDH抗体ProteintechHRP-60004
ECL化学发光底物MilliporeWBULS0100
NLRP3一抗ServicebioGB114320
F4/80一抗Proteintech28463-1-AP
DAPIServicebioG1012
异氟烷RWD Life Science Co., Ltd.R510-22-10

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
细胞培养
RAW264.7细胞系来源,DMEM培养基、10% FBS、1%青霉素-链霉素
阅读提示:Materials and Methods, 2.4 Cell culture
MP感染
MP标准株ATCC-15531,CCU法测定浓度5×10^8 CCU/mL,感染时间12小时
阅读提示:Materials and Methods, 2.3 and 2.5; Results 3.2
含药血清制备
大鼠品系(Wistar)、分组(空白、YQQFG、AZM、YQQFG+AZM)、给药剂量(YQQFG 397mg/mL,AZM 6.6mg/mL)、给药时间7天、采血时间
阅读提示:Materials and Methods, 2.2 Preparation of drug-containing serum
体外干预
含药血清浓度10%,干预时间12小时
阅读提示:Materials and Methods, 2.7 and 2.8
分子对接
NLRP3蛋白结构(PDB ID: 8WSM),活性成分结构,Autodock Vina软件
阅读提示:Materials and Methods, 2.9 Molecular docking analysis
细胞转染
MOI=20,转染72小时,嘌呤霉素筛选浓度30 μg/mL
阅读提示:Materials and Methods, 2.10 Cell transfection
动物模型
BALB/c小鼠(雄性,5周龄,12-14g),MP滴鼻浓度5×10^8 CCU/mL,100 μL,连续3天
阅读提示:Materials and Methods, 2.11 Animal modeling and administration
动物给药
YQQFG剂量86 mg/d,AZM剂量1.4 mg/d,灌胃体积0.2 mL,给药周期3或7天,联合给药顺序
阅读提示:Materials and Methods, 2.11 Animal modeling and administration
组织学检测
肺组织固定24小时,石蜡包埋,切片厚度5 μm,H&E染色
阅读提示:Materials and Methods, 2.13 Histological evaluation
Western blot
抗体信息(NLRP3 ab270449, ASC CPA7120, proCaspase-1 ab179515, cleaved Caspase-1 22915-1-AP, GSDMD ab219800, GSDMD-NT A22523, GAPDH HRP-60004)
阅读提示:Materials and Methods, 2.15 Western blot
免疫荧光
NLRP3一抗GB114320,F4/80一抗28463-1-AP,TSA染色方法,DAPI染色
阅读提示:Materials and Methods, 2.16 Immunofluorescence detection