重组抗凝血酶通过抑制IL17a/NF-κB信号通路减轻LPS诱导的ARDS肺损伤和炎症

Recombinant Antithrombin Alleviated Pulmonary Injury and Inflammation in LPS-Induced ARDS by Inhibiting IL17a/NF-κB Signaling.

作者信息Chen Yang, Cong Fu, Mengxue Wang, Junbo Zheng, Yang Gao, Huiting Zhu, Haoxuan Li, Dongxu Li, Lichen Guo, Bing Yu, Qingqing Dai
PMID40226836
发布时间2025-04-07
DOI10.2147/ITT.S502925

实验完整度

包含动物模型、体外细胞实验、组学数据分析、Western blot、免疫荧光等多种证据层级,并进行了功能验证(IL-17A回补)和机制验证。

主要模型

LPS诱导的ARDS小鼠模型(C57BL/6小鼠) GSE160929数据集(小鼠肺损伤组织转录组数据)

重点核对

LPS剂量20 mg/kg腹腔注射,rAT剂量750 IU/kg静脉注射 rAT在LPS给药后3小时给药,评估在rAT给药后36小时进行 IL-17A预处理在rAT注射前2小时进行 主要检测指标:肺损伤评分、W/D比、BALF蛋白浓度、炎症因子水平、Th17细胞比例、NF-κB通路蛋白磷酸化 每组小鼠数量至少6只(基于功效分析)

摘要

背景:重组抗凝血酶(rAT)已被证明可保护肺免受ARDS并调节免疫反应,但其抗炎机制仍不清楚。本研究旨在探讨rAT在LPS诱导的ARDS小鼠中的免疫调节作用和机制。方法:通过腹腔注射20 mg/kg LPS建立ARDS小鼠模型。LPS给药3小时后,静脉注射rAT或PBS。在rAT给药36小时后评估肺损伤、肺泡通透性、血清炎性细胞因子、肺组织中的免疫细胞浸润和Th17比例。通过GO、KEGG和GSEA富集分析,分析从经rAT或未经rAT处理的LPS诱导的ARDS小鼠中获得的差异表达基因(DEGs)的功能作用。通过Western blot和免疫荧光染色评估NF-κB和NLRP3炎性小体的激活。结果:我们发现rAT减轻了肺损伤,降低了肺通透性,减少了血清炎性细胞因子,并抑制了免疫细胞浸润和NLRP3炎性小体激活。此外,rAT降低了肺组织和外周血中Th17细胞的比例,下调了IL17a表达,并抑制了肺组织中的NF-κB信号通路。此外,给予IL-17A减弱了rAT在LPS诱导的ARDS小鼠中减轻肺损伤、抑制免疫反应和抑制NF-κB信号通路激活的功效。结论:本研究结果表明,rAT通过抑制IL17a/NF-κB信号轴减轻肺损伤和抑制炎症反应,提示rAT可能作为减轻脓毒症诱导的ARDS肺部炎症和改善预后的潜在治疗药物。此外,本研究为rAT的临床转化和应用提供了重要的研究数据和理论基础。

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
rAT在LPS诱导的ARDS小鼠中是否通过抑制IL17a/NF-κB信号通路减轻肺损伤和炎症?
核心机制
rAT通过抑制Th17细胞分化(下调RORγt和p-STAT3),减少IL17a产生,进而抑制NF-κB信号通路(p-IKKα/β、p-IκBα、p-P65)活性,从而减轻炎症反应和肺损伤。
主要证据
LPS诱导的ARDS小鼠模型中,rAT减轻肺损伤(生存率、组织学评分、W/D比)、降低BALF渗透性、减少血清炎症因子、抑制NLRP3炎性小体激活;流式细胞术显示Th17比例下降,Western blot显示IL17a、RORγt、p-STAT3及NF-κB磷酸化蛋白下降;IL-17A回补实验逆转了rAT的效应。
研究意义
研究表明rAT可能作为治疗脓毒症诱导的ARDS的潜在药物,为rAT的临床转化和应用提供实验依据和理论基础。

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

建立ARDS小鼠模型

模拟脓毒症诱导的ARDS,评估rAT的保护作用。

C57BL/6小鼠腹腔注射20 mg/kg LPS建立ARDS模型,3小时后静脉注射rAT(750 IU/kg)或PBS,36小时后处死。

2

评估肺损伤和通透性

验证rAT对肺损伤和肺泡-毛细血管屏障功能的保护作用。

通过H&E染色评估组织学损伤,计算W/D比评估水肿,BALF细胞计数和蛋白浓度,FITC-葡聚糖渗透实验。

3

检测血清炎症因子和免疫细胞浸润

评估rAT对全身和肺部炎症的影响。

ELISA检测血清IL-6、TNF-α、IL-8、hs-CRP水平;IHC检测肺组织F4/80、MRCI、Ly6G阳性细胞。

4

评估NLRP3炎性小体激活

检测rAT是否抑制NLRP3炎性小体激活。

通过IF和Western blot检测肺组织中NLRP3、CASP1、cleaved CASP1、IL-1β、cleaved IL-1β的表达。

5

转录组数据分析

探索rAT潜在作用机制,识别差异表达基因和通路。

分析GSE160929数据集中rAT处理与否的DEGs,进行GO、KEGG、GSEA富集分析。

6

验证Th17/IL17a轴

验证rAT是否抑制Th17细胞和IL17a表达。

流式细胞术检测外周血和肺组织Th17比例,IHC检测IL17a阳性细胞,RT-PCR和Western blot检测IL17a、RORγt、STAT3、p-STAT3。

7

验证NF-κB信号通路

检测rAT是否抑制NF-κB通路激活。

Western blot检测肺组织p-IκBα, IκBα, p-IKKα/β, IKKα/β, p-P65, P65水平。

8

IL-17A回补实验

验证rAT的作用是否依赖于抑制IL17a/NF-κB轴。

在rAT注射前2小时给予IL-17A,检测血清炎症因子、肺通透性、靶基因表达和NF-κB通路蛋白磷酸化。

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
脂多糖Millipore Sigma--
重组抗凝血酶Kyowa Kirin Co., Ltd.--
FITC-葡聚糖----
BCA蛋白定量Thermo Fisher23225
小鼠IL-6 ELISA试剂盒ProteintechKE10007
小鼠TNF-α ELISA试剂盒ProteintechKE10002
小鼠CXCL15 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0269
小鼠hs-CRP ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0677
IgM ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M3036
RIPA裂解液Thermo Fisher89901
PVDF膜----
Pierce™ ECL化学发光底物Engreen32132
IL17a抗体Proteintech66148-1-Ig
RORγt抗体Proteintech29910-1-AP
P65抗体Proteintech66535-1-Ig
NLRP3抗体Proteintech68102-1-Ig
Caspase 1抗体Proteintech22915-1-AP
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
α-Tubulin抗体Proteintech66031-1-lg
Cleaved Caspase 1抗体AffinityAF4022
p-P65抗体AffinityAF2006
IκBα抗体AffinityAF5002
IKK抗体AffinityAF6014
IL-1β抗体AffinityAF5103
Cleaved IL-1β抗体AffinityAF4006
STAT3抗体Cell Signaling Technology#9139
p-STAT3抗体Cell Signaling Technology#9145
p-IκBα (Ser32)抗体Cell Signaling Technology#2859
p-IKKα/β (Ser176/180)抗体Cell Signaling Technology#2697
RNAiso Plus试剂Takara9108
MMLV逆转录酶PromegaM530A
ChamQ SYBR qPCR预混液VazymeQ321-02
DAB底物Thermo Fisher34002
FITC标记抗鼠CD4抗体BioLegend100405
PE标记抗鼠IL-17A抗体BioLegend506903
MACS肺解离试剂盒Miltenyi Biotec--
MojoSort™小鼠CD4纳米磁珠BioLegend480069
Hoechst 33542染料----
Countstar自动细胞计数仪Countstar--
Tanon ABL X6成像系统Tanon--
Nikon显微镜Nikon--
Beckman Coulter CytoFLEX流式细胞仪Beckman Coulter--

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、饲料、LPS剂量和给药方式、rAT剂量和给药方式、给药时间点、每组样本量
阅读提示:Materials and Methods - Mouse Models
肺损伤评估
W/D比烘干时间、BALF收集方法、FITC-葡聚糖剂量和给药时间、荧光定量方法
阅读提示:Materials and Methods - Wet/Dry (W/D) Lung Weight Ratio, Analysis of BALF, Permeability Assay
炎症因子检测
ELISA试剂盒型号、血清稀释倍数、检测的炎症因子列表
阅读提示:Materials and Methods - ELISA
Th17细胞检测
细胞刺激条件(PMA、离子霉素、布雷菲德菌素A、莫能霉素)、抗体克隆号、流式细胞仪型号、肺组织解离试剂盒
阅读提示:Materials and Methods - Flow Cytometry Assay
Western blot检测
蛋白提取方法、上样量、抗体来源和货号、曝光条件
阅读提示:Materials and Methods - Western Blot
IL-17A回补实验
IL-17A给药剂量、给药时间、后续检测时间点
阅读提示:Results - IL17a Blocks the Inhibitory Effect of rAT... (Figure 7 legend)