参附注射液通过诱导ATF4表达促进脓毒症肠损伤中肠道干细胞的自我更新

Shenfu injection promotes self-renewal of intestinal stem cells in sepsis-induced intestinal injury via inducing ATF4 expression.

作者信息Yunxin Deng, Lingyun Lu, Jinrong Li, Liya Gao, Yihui Wang, Nataša Petrović, Fengyong Yang, You Li, Mei Meng
PMID40822467
发布时间2025-07-31
DOI10.3389/fphar.2025.1500157

实验完整度

包含患者血浆标志物分析、小鼠CLP模型,涉及表型评估、功能验证(增殖迁移)、机制验证(ATF4-Sox9通路、ERK1/2)及16S rRNA菌群测序等独立证据层级。

主要模型

CLP小鼠模型(C57BL/6J,雄性,8-10周龄) 脓毒症患者血浆样本(41例,其中20例接受SFI)

重点核对

SFI剂量:低剂量(LSF)10 mL/kg,高剂量(HSF)20 mL/kg,腹腔注射,CLP术后1小时 CLP造模细节:盲肠结扎穿刺,20号针头,距盲肠末端15 mm结扎 观察时间:CLP术后48小时取样(部分细胞因子检测为16小时) 动物分组:sham、CLP、CLP+LSF、CLP+HSF,每组n=6 患者纳入标准:年龄18-90岁,符合Sepsis 3.0定义,住院>24小时

摘要

参附注射液(SFI)因其益气回阳固脱的药理作用,广泛应用于包括脓毒症在内的临床重症。已知SFI可减轻脓毒症相关的肠道损伤,然而其潜在机制尚不清楚。本研究旨在探讨SFI在脓毒症期间对肠道干细胞自我更新及肠道菌群的调节作用。方法:收集脓毒症患者血浆以检测肠功能障碍标志物。采用免疫荧光共染、蛋白质印迹、苏木精-伊红(H&E)染色、免疫组化(IHC)染色、TUNEL染色、酶联免疫吸附试验(ELISA)、定量逆转录-PCR(RT-qPCR)和16S rRNA基因测序进行机制研究。结果:伴有肠功能障碍的脓毒症患者血浆中D-乳酸和肠型脂肪酸结合蛋白(I-FABP)水平在SFI给药后显著降低。与对照小鼠相比,脓毒症诱导肠道严重黏膜损伤,包括绒毛长度和隐窝数量减少,而SFI给药显著抑制了这些变化。此外,SFI显著降低脓毒症小鼠中促炎细胞因子白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的水平。SFI处理后,脓毒症小鼠肠道中细胞增殖和迁移显著增加。机制上,SFI促进活化转录因子4(ATF4)的表达,从而促进SRY-Box转录因子9(Sox9)的转录,进而激活隐窝干细胞的干性和增殖。此外,SFI给药调节了脓毒症小鼠的肠道菌群组成,特别是高剂量SFI(HSF)处理降低了有害菌(包括变形菌门和埃希菌-志贺菌属)的比例,同时增加了有益菌(如别普雷沃菌属和丁酸单胞菌属)的丰度。讨论:我们的发现揭示了SFI通过促进隐窝干细胞的自我更新和调节肠道菌群组成来保护脓毒症诱导的肠损伤,为SFI治疗脓毒症相关肠功能障碍提供了有力证据。

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
参附注射液(SFI)在脓毒症诱导的肠损伤中是否通过调节肠道干细胞自我更新和肠道菌群发挥保护作用,其潜在机制是什么?
核心机制
SFI通过上调ATF4表达,促进Sox9转录,激活隐窝干细胞的干性和增殖,从而促进肠上皮再生;同时抑制ERK1/2磷酸化减轻炎症反应,并调节肠道菌群组成。
主要证据
体外和体内实验:CLP小鼠模型和患者血浆分析显示,SFI降低损伤标志物(D-乳酸、I-FABP、DAO)、减轻黏膜损伤、增加隐窝增殖和肠上皮迁移;Western blot和免疫荧光显示SFI上调ATF4、Sox9和OLFM4表达;16S rRNA测序显示SFI改变菌群组成。
研究意义
SFI通过促进隐窝干细胞自我更新和调节肠道菌群减轻脓毒症相关肠损伤,为其临床治疗脓毒症相关肠功能障碍提供了新型治疗策略。

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

临床样本检测

评估SFI对脓毒症患者肠损伤标志物水平的影响。

收集脓毒症患者血浆,其中20例接受SFI治疗(50 mL,每6小时静脉输注,持续5天),21例未接受。检测血浆D-乳酸和I-FABP水平。

2

脓毒症小鼠模型建立及SFI干预

建立CLP脓毒症小鼠模型,并评估SFI(低/高剂量)对肠损伤的保护作用。

对C57BL/6J小鼠施行CLP手术诱导脓毒症,术后1小时腹腔注射低剂量或高剂量SFI,48小时后收集肠道、血液和粪便样本。通过H&E染色、DAO和乳酸水平检测评估肠损伤程度。

3

隐窝增殖与肠上皮迁移检测

评估SFI对脓毒症小鼠肠道隐窝细胞增殖和肠上皮细胞迁移的影响。

通过EdU标记实验,分别在处死前或CLP前注射EdU,利用免疫荧光共染(EdU/OLFM4/EpCAM)检测隐窝增殖和迁移情况。

4

机制研究:ATF4-Sox9通路

探究SFI促进隐窝干细胞自我更新的分子机制。

通过免疫荧光共染(ATF4/OLFM4)和Western blot检测肠道组织中ATF4、Sox9和OLFM4蛋白表达水平。

5

肠道屏障功能与凋亡评估

评估SFI对脓毒症小鼠肠道屏障功能和上皮细胞凋亡的影响。

通过免疫组化(IHC)检测紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的表达,并通过TUNEL染色检测肠道组织凋亡情况。

6

炎症反应检测

评估SFI对脓毒症小鼠系统性及局部炎症反应的影响。

通过ELISA检测血浆中IL-1β、IL-6、TNF-α水平,通过RT-qPCR检测肠道组织中细胞因子mRNA表达,并通过Western blot检测磷酸化ERK1/2水平。

7

肠道菌群分析

评估SFI对脓毒症小鼠肠道菌群组成和多样性的影响。

提取粪便DNA,进行16S rRNA基因测序(Illumina NovaSeq6000),分析Alpha多样性、Beta多样性及差异菌群。

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
D-乳酸检测试剂盒Abcamab83429
参附注射液Huarun Sanjiu Pharmaceutical Co., Ltd.221101AK01
抗EpCAM抗体Abcamab221552
抗OLFM4抗体CST39141
RIPA裂解液Thermo Fisher Scientific#89901
PVDF膜BioRad162-0177
抗ATF4抗体CST11815
抗Sox9抗体CST3579
抗磷酸化ERK1/2抗体CST9101
HRP底物MilliporeWBLUF0500
抗ZO-1抗体Abcamab221547
抗Occludin抗体Abcamab216327
抗裂解caspase-3抗体Cell Signaling Technology9664
蛋白酶KVazymeA113-03
重组TdT酶Vazyme--
I-FABP ELISA试剂盒CUSABIO TechnologyCSB-E08024h
L-乳酸检测试剂盒Eton Bioscience1200011002
DAO检测试剂盒ElabscienceE-EL-M0412c
TRIzol试剂VazymeR401
HiScript III逆转录预混液VazymeR323
ChamQ通用SYBR qPCR预混液VazymeQ711
Gen5酶标仪BioTek--
Illumina NovaSeq6000测序仪Illumina Inc.--

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
患者样本收集
患者纳入标准(年龄18-90岁,Sepsis 3.0,住院>24小时)、SFI给药方案(50 mL静脉输注,每6小时一次,持续5天)、血浆采集时间(诊断第5天)
阅读提示:Methods 2.1 Patients
动物模型建立
小鼠品系(C57BL/6J,雄性,8-10周龄)、CLP手术细节(20号针头,盲肠结扎距末端15 mm)、SFI剂量(LSF 10 mL/kg, HSF 20 mL/kg)及给药时间(CLP后1小时)
阅读提示:Methods 2.3 Animals
隐窝增殖和迁移检测
EdU注射时间(处死前90分钟或CLP前)、免疫荧光染色条件(OLFM4, EpCAM抗体稀释度)
阅读提示:Methods 2.4 Immunofluorescent co-staining of EdU/OLFM4/EpCAM; Figure legends 2A-D
机制研究
Western blot抗体(ATF4, Sox9, OLFM4)、蛋白提取和裂解方法(RIPA缓冲液)、内参(GAPDH)
阅读提示:Methods 2.6 Western blotting; Figure 3
炎症检测
ELISA检测血浆细胞因子(IL-1β, IL-6, TNF-α)、RT-qPCR检测组织mRNA、Western blot检测p-ERK1/2
阅读提示:Methods 2.10, 2.11, 2.6; Figure 5
肠道菌群分析
粪便样本来源(盲肠)、16S rRNA测序平台(NovaSeq6000)、分析软件(Uparse, Cutadapt)、LEfSe阈值(LDA>4)
阅读提示:Methods 2.12 16S rRNA gene sequencing; Figure 6, 7