Rhoifolin通过JAKs/STATs介导的免疫和凋亡过程减轻Concanavalin A诱导的小鼠自身免疫性肝炎

Rhoifolin Attenuates Concanavalin A-Induced Autoimmune Hepatitis in Mice via JAKs/STATs Mediated Immune and Apoptotic Processes.

作者信息Ge Zhao, Hu Qi, Minghua Liu, Ting Zhou, Li Chen, Chunhong Wu, Xiongwei Zhang, Nan Zeng, Yue Tong
PMID39464476
期刊ACS Omega
发布时间2024-10-11
DOI10.1021/acsomega.4c07915

实验完整度

包含体内小鼠模型、体外CD4+ T细胞分化和原代肝细胞凋亡实验,结合分子对接、动态模拟、免疫组化、流式细胞术等多层级验证,有机制研究。

主要模型

C57BL/6J小鼠Con A诱导的自身免疫性肝炎模型 原代CD4+ T细胞 原代小鼠肝细胞

重点核对

Con A诱导剂量:20 mg/kg静脉注射 ROF预处理剂量和时间:20 mg/kg和40 mg/kg口服,连续7天 体外ROF处理浓度:20 μM 阳性对照:Tofacitinib (1 μM) 检测时间点:Con A注射后8小时

摘要

Rhoifolin (ROF) 具有多种生物活性,包括抗癌、保肝、抗糖尿病、抗风湿和抗病毒等。然而,该化合物对T细胞介导的自身免疫性肝炎的具体保护作用及可能机制尚未阐明。在本研究中,成年雄性小鼠经尾静脉注射Con A(20 mg/kg)8小时。在治疗组中,小鼠在Con A中毒前连续7天口服ROF(20 mg/kg和40 mg/kg)预处理。结果显示,ROF显著降低血清生化指标(ALT、AST、ALP和LDH),调节相关氧化应激指标(MDA、SOD和GSH),减少肝坏死面积和免疫细胞浸润,抑制多种炎症因子(TNF-α、IFN-γ、IL-2和IL-17)的释放,并改善肝组织凋亡,从而减轻Con A诱导的肝损伤。此外,我们还证实ROF在体内外通过调节JAK2/JAK3/STAT1/STAT3信号通路有效抑制Th1/Th17细胞极化。此外,分子机制研究还表明,ROF在原代肝细胞中通过IL-6/JAK2/STAT1/STAT3调节BNIP3活性,调控凋亡级联信号。这些效应与ROF治疗AIH的生物信息学分析结果一致。总之,我们的研究结果为ROF用于AIH治疗提供了新的见解,其可能通过调节JAKs/STATs信号通路特异性调控T细胞亚型极化和肝细胞凋亡。

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
Rhoifolin (ROF) 对Con A诱导的T细胞介导的自身免疫性肝炎是否具有保护作用,其潜在机制是否涉及JAKs/STATs信号通路。
核心机制
ROF通过抑制JAK2/JAK3/STAT1/STAT3信号通路,调节Th1/Th17细胞极化和肝细胞凋亡(通过IL-6/JAK2/STAT1/STAT3/BNIP3通路)。
主要证据
体内实验显示ROF降低血清ALT、AST等指标,减轻肝组织病理损伤,抑制炎症细胞浸润;体外实验证明ROF抑制CD4+ T细胞向Th1/Th17分化,并减少原代肝细胞凋亡;Western blot和IHC验证JAKs/STATs磷酸化水平降低。
研究意义
ROF可能作为治疗T细胞介导的肝脏疾病(如AIH)的潜在药物,为AIH治疗提供理论依据。

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

生物信息学分析

预测ROF治疗AIH的潜在靶点和信号通路

通过数据库(TCMSP、Swiss target prediction、PharmMapper、GeneCards等)收集ROF和AIH靶点,取交集后构建PPI网络,进行KEGG和MCODE分析,识别核心靶点如JAK2、JAK3。

2

分子对接与动态模拟

评估ROF与JAK2、JAK3、STAT1、STAT3的结合亲和力和稳定性

使用AutoDock Vina进行分子对接,计算结合能;使用GROMACS进行100 ns分子动力学模拟,分析氢键、RMSD、RMSF、Rg和SASA。

3

体内药效评价

验证ROF对Con A诱导肝炎的保护作用

小鼠分为正常组、Con A模型组、ROF低剂量组(20 mg/kg)、ROF高剂量组(40 mg/kg)和阳性药BIF组(200 mg/kg)。连续口服给药7天后注射Con A(20 mg/kg),8小时后处死取血和肝脏,检测血清生化指标、氧化应激指标、肝组织病理变化。

4

免疫细胞浸润和炎性因子检测

评估ROF对免疫细胞浸润和炎症因子释放的影响

通过IHC检测肝脏中Ly-6G和CD4阳性细胞,IF检测脾脏CD4细胞;ELISA检测血清TNF-α、IFN-γ、IL-2;RT-PCR检测肝组织TNF-α、IFN-γ、IL-2、IL-6、IL-17 mRNA表达。

5

流式细胞术检测Th1/Th17细胞

检测肝内CD4+ T细胞中IFN-γ+和IL-17+细胞比例

分离肝内MNCs,经刺激后染色CD3、CD4、IFN-γ、IL-17,进行流式分析。

6

Western blot检测凋亡和JAK/STAT通路蛋白

检测凋亡相关蛋白和JAKs/STATs磷酸化水平

对肝组织、CD4+ T细胞或原代肝细胞进行Western blot,检测Cleaved-Caspase-3、Cleaved-Caspase-9、Bax、Bcl-2、p-JAK2、p-JAK3、p-STAT1、p-STAT3等。

7

体外T细胞分化实验

验证ROF对Th1/Th17细胞分化的影响

从脾脏分离CD4+ T细胞,在Th1或Th17极化条件下培养,加入ROF(20 μM)和/或TOF(1 μM),3天后检测IFN-γ和IL-17分泌及T-bet、RORγt mRNA表达。

8

体外肝细胞凋亡实验

验证ROF对Con A诱导的原代肝细胞凋亡的保护作用及机制

分离原代小鼠肝细胞,用ROF(20 μM)预处理6小时后用Con A(10 μg/mL)刺激24小时,检测细胞活力(CCK-8)和凋亡(Annexin V/PI染色),Western blot检测IL-6、p-JAK2、p-STAT1、p-STAT3、BNIP3等表达。

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
Rhoifolin (ROF)Sigma-AldrichPHL83302
托法替尼 (TOF)Sigma-AldrichPZ0017
刀豆蛋白A (Con A)TopscienceT4004
抗CD4抗体Abcamab183685
抗IL6抗体Abcamab290735
FITC标记的抗小鼠CD3抗体BD Biosciences553061
BV510标记的抗小鼠CD4抗体BD Biosciences563106
BB700标记的抗小鼠CD4抗体BD Biosciences566407
BV421标记的抗小鼠IFN-γ抗体BD Biosciences563376
白细胞活化混合物(含BD GolgiPlug)BD Biosciences550583
固定/破膜试剂盒BD Biosciences554714
PE标记的IL-17A抗体eBioscience12-7177-81
抗小鼠Ly-6G抗体Proteintech--
抗Bax抗体AbmartT40051
抗Bcl-2抗体AbmartT40056
剪切型Caspase-3抗体Cell Signaling Technology9664
剪切型Caspase-9抗体Cell Signaling Technology9509
JAK2抗体Cell Signaling Technology3230
JAK3抗体Cell Signaling Technology8863
BNIP3抗体Cell Signaling Technology3769
STAT1抗体AFFINITYAF6300
磷酸化STAT1抗体AFFINITYAF3300
STAT3抗体AFFINITYAF6294
磷酸化STAT3抗体AFFINITYAF3293
磷酸化JAK2抗体AFFINITYAF3024
磷酸化JAK3抗体AFFINITYAF8160
Percoll分离液BiosharpBS909
DAB显色试剂盒SolarbioDA1010
Alexa Fluor 488标记的山羊抗兔IgG(H+L)Beyotime BiotechnologyA0423
RPMI-1640培养基Solarbio10491
胎牛血清 (FBS)----
青霉素-链霉素溶液----
β-巯基乙醇----
CCK-8溶液BosterAR1160
SpectraMax Id5酶标仪Molecular Devices--
抗CD3抗体BioXcellBE0002
抗CD28抗体BioXcellBE0328
抗IL-4抗体BioLegend504102
重组IL-12蛋白PEPROTECH210-12
重组IL-2蛋白PEPROTECH212-12
抗IFN-γ抗体BioLegend505801
重组TGF-β1蛋白BioLegend763102
重组IL-6蛋白PEPROTECH216-16
重组IL-1β蛋白PEPROTECH211-11B
小鼠TNF-α ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M3063
小鼠IFN-γ ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0048
小鼠IL-2 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0042
小鼠IL-17 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0047
RNA提取试剂盒FOREGENE--
FastKing gDNA去除RT超 mixTIANGEN--
实时荧光定量PCR Easy-SYBR Green IFOREGENE--
RIPA裂解液BOSTERAR0102
磷酸酶抑制剂BOSTERAR1195
蛋白酶抑制剂BOSTERAR1182
BCA蛋白定量试剂盒BOSTERAR1189
β-actin抗体BOSTERBA2305
HRP标记的山羊抗兔IgG(H+L)BOSTERBA1055
Pannoramic 250 Flash数字切片扫描仪3DHISTECH--
BS-240-VET全自动生化分析仪Mindray--
FACSCalibur流式细胞仪BD Biosciences--
ChemiDoc XRS+凝胶成像系统Bio-Rad--

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、年龄、体重;Con A剂量、给药途径;ROF剂量和给药方案
阅读提示:见Materials and Methods 2.4节
血清生化指标检测
检测时间点;ALT、AST、ALP、LDH检测方法
阅读提示:见Materials and Methods 2.5节
氧化应激指标检测
肝脏组织处理方法;MDA、SOD、GSH检测试剂盒的使用
阅读提示:见Materials and Methods 2.5节
组织学检查
肝组织固定、包埋、切片厚度;H&E染色;病变评分标准
阅读提示:见Materials and Methods 2.6节
IHC/IF分析
抗原修复条件;一抗稀释比;二抗孵育时间;DAB显色;图像采集和定量
阅读提示:见Materials and Methods 2.7节
流式细胞术
肝内MNCs分离步骤;细胞刺激和染色条件;流式抗体和仪器设置
阅读提示:见Materials and Methods 2.8节
CD4+ T细胞分离和培养
磁珠分离试剂盒;细胞纯度验证;培养条件
阅读提示:见Materials and Methods 2.9节
原代肝细胞分离
两步灌流法;胶原酶浓度和灌注时间;细胞活率检测
阅读提示:见Materials and Methods 2.9节
细胞活力检测
ROF浓度范围;Con A浓度;CCK-8孵育时间;检测波长
阅读提示:见Materials and Methods 2.10节
T细胞分化实验
极化因子浓度;ROF和TOF处理浓度和时间;Th1/Th17标志物检测
阅读提示:见Materials and Methods 2.11节
ELISA检测
血清样本处理;细胞上清收集;试剂盒操作步骤
阅读提示:见Materials and Methods 2.12节
凋亡检测
Annexin V/PI染色步骤;流式细胞术设置
阅读提示:见Materials and Methods 2.13节
RT-PCR
RNA提取试剂盒;逆转录试剂;PCR循环参数;引物序列
阅读提示:见Materials and Methods 2.14节和Table 1
Western blot
蛋白提取方法;抗体稀释比;显色和图像分析
阅读提示:见Materials and Methods 2.15节
统计分析
统计方法选择;显著性水平;数据表示
阅读提示:见Materials and Methods 2.16节