鸡眼草提取物通过调节S1P/Nrf2/Keap1通路保护对乙酰氨基酚诱导的肝损伤

Kummerowia striata extract protects paracetamol-induced liver injury by modulating the S1P/Nrf2/Keap1 pathway.

作者信息Huanghui Qin, Runxiao Chen, Youlan Xie, Hang Liu, Yubo Xiao, Lanyu Li
PMID40811614
期刊PLoS One
发布时间2025-08-14
DOI10.1371/journal.pone.0329837

实验完整度

高

包含动物模型(雄性及雌性小鼠)和多种分子生物学验证(RT-qPCR、Western blot、ELISA、IHC),并进行了网络药理学和分子对接分析,验证了功能与机制。

主要模型

C57BL/6小鼠APAP诱导急性肝损伤模型 KM小鼠CCl4诱导肝损伤模型(补充实验)

重点核对

Ks提取物给药剂量:60、120、240 mg/kg(正文明确) APAP诱导剂量:300 mg/kg腹腔注射(正文明确) 阳性药NAC剂量:200 mg/kg灌胃(正文明确) 动物性别:雄性C57BL/6小鼠为主要模型,雌性小鼠实验验证性别差异(正文明确) 样本采集时间:APAP注射后24小时(正文明确)

摘要

背景:药物性肝损伤在药物开发和临床应用中仍然是一个重大挑战。对乙酰氨基酚(APAP)是一种常用的镇痛解热药,过量使用时可引起肝损伤,而APAP诱导的肝损伤是急性肝损伤的主要原因之一。鸡眼草(Ks)是一种豆科植物,据报道含有具有抗炎和抗氧化活性的化合物。然而,其在肝脏疾病中的潜在治疗作用尚未得到充分探索。目的:本研究旨在探讨鸡眼草提取物对APAP诱导的急性肝损伤的保护作用,并进一步探讨其潜在的分子机制。方法:C57BL/6J小鼠通过灌胃给予Ks提取物预处理3天。第二天停止治疗,小鼠禁食16小时。禁食期后,给予最后一次Ks提取物,1小时后腹腔注射APAP(300 mg/kg)以建立药物性肝损伤模型。建模后24小时收集组织样本。为了研究Ks提取物预防APAP诱导的急性肝损伤的分子机制,采用了网络药理学、GEO数据库和分子对接分析。结果:Ks提取物在预防APAP诱导的小鼠急性肝损伤方面表现出显著的、不依赖于性别的保护作用。在雄性小鼠中,Ks提取物通过调节鞘氨醇-1-磷酸/鞘氨醇-1-磷酸受体2/鞘氨醇-1-磷酸受体4(S1P/S1PR2/S1PR4)信号通路及其上游调节因子SPHK1,减弱了急性肝损伤的发生。这进而调节了Kelch样ECH相关蛋白1(Keap1)与核因子E2相关因子2(Nrf2)的结合,减轻了氧化应激和炎症反应。讨论:本研究表明Ks通过多种机制调节氧化应激和炎症反应,对APAP诱导的急性肝损伤发挥保护作用。值得注意的是,Ks抑制Keap1表达并恢复Nrf2信号,表明其在减轻线粒体氧化损伤和铁死亡中具有潜在调节作用。此外,Ks下调SPHK1表达并降低生物活性鞘脂S1P及其受体S1PR2和S1PR4的水平,揭示了SPHK1/S1P/S1PR2/4轴在肝损伤中此前未被报道的参与。有趣的是,观察到APAP肝毒性的性别差异,雌性小鼠易感性较低,但对Ks治疗仍有反应。这些发现不仅验证了Ks的保肝潜力,而且还提供了涉及Nrf2/Keap1和S1P/S1PR2/S1PR4信号通路的新机制见解,从而为其开发作为急性肝损伤的候选治疗药物奠定了基础。

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
鸡眼草提取物是否对APAP诱导的急性肝损伤具有保护作用,其潜在分子机制是什么?
核心机制
Ks通过抑制SPHK1表达,降低S1P及其受体S1PR2和S1PR4的水平,调节Keap1与Nrf2的结合,从而减轻氧化应激和炎症反应。
主要证据
在APAP诱导的急性肝损伤小鼠模型中,Ks治疗降低了血清ALT、AST和LDH水平,改善肝脏病理,并减少了促炎因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)和氧化应激标志物(MDA等),同时上调抗氧化因子(SOD、CAT等)和抗炎因子IL-10;Western blot和IHC证实了Nrf2/Keap1及SPHK1/S1P通路的变化。
研究意义
本研究首次揭示了SPHK1/S1P/S1PR2/S1PR4轴在APAP诱导的肝损伤中的作用,为开发Ks作为急性肝损伤的候选治疗药物提供了理论基础。

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APAP诱导的急性肝损伤小鼠模型并评估Ks的保肝作用

确定Ks提取物是否能够减轻APAP引起的肝损伤。

雄性C57BL/6小鼠随机分为6组(空白对照、模型、阳性药NAC、Ks低/中/高剂量),连续灌胃3天,禁食16小时后腹腔注射APAP(300 mg/kg),24小时后采集血清和肝脏,检测肝功能和肝脏病理。

2

检测氧化应激和炎症指标

评估Ks对APAP诱导的氧化应激和炎症反应的影响。

使用ELISA检测肝组织中IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-10水平,使用试剂盒检测MDA、GSH、SOD、CAT水平。

3

验证Nrf2/Keap1通路的变化

探究Ks是否通过调节Nrf2/Keap1通路发挥抗氧化作用。

通过RT-qPCR检测Nrf2和Keap1的mRNA表达,通过Western blot和IHC检测蛋白表达,并检测下游蛋白NQO1和HO-1的表达。

4

验证SPHK1/S1P/S1PR通路的变化

探究Ks是否通过调节鞘脂代谢通路发挥保护作用。

使用ELISA检测S1P、SPHK1、SPHK2、S1PR2、S1PR4的水平,使用RT-qPCR检测SPHK1、S1PR1-5的mRNA表达,并通过Western blot和IHC验证SPHK1蛋白变化。

5

分子对接分析

预测Ks主要活性成分与靶蛋白(SPHK1、S1PR2、S1PR4、Nrf2-Keap1)的结合活性。

使用AutoDock Vina 1.5.6进行分子对接,以结合能评价结合亲和力。

6

验证Ks在雌性小鼠中的保护作用

探讨Ks的保护作用是否存在性别差异。

在雌性C57BL/6小鼠中重复APAP诱导的肝损伤实验,检测肝功能和炎症/氧化应激指标。

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
对乙酰氨基酚MCEHY-66005
鸡眼草提取物Xi'an Luruquan Biotechnology Co., Ltd.LRQ240221-1
丙氨酸氨基转移酶检测试剂盒Mindray140124009
天冬氨酸氨基转移酶检测试剂盒Mindray140224004
乳酸脱氢酶检测试剂盒Mindray142723011
总超氧化物歧化酶检测试剂盒Nanjing JianchengA001-3-2
还原型谷胱甘肽检测试剂盒Nanjing JianchengA006-2-1
小鼠白细胞介素-6 ELISA定量检测试剂盒ProteintechKE10007
小鼠白细胞介素-1β ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M0037
小鼠肿瘤坏死因子-α ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M3063
小鼠白细胞介素-10 ELISA试剂盒BY AbscienceBY-EM220162
鞘氨醇-1-磷酸检测试剂盒Echelon BiosciencesK-1900
小鼠鞘氨醇激酶-2 ELISA定量检测试剂盒UpingBioSYP-M2060
小鼠SPHK1 ELISA试剂盒UpingBioSYP-M2057
小鼠S1PR2 ELISA试剂盒UpingBioSYP-M1458
小鼠S1PR4 ELISA试剂盒BY AbscienceBYHS505577
小鼠过氧化氢酶ELISA试剂盒Jinhengnuo231024JN
小鼠Keap1 ELISA试剂盒WeiaoBioEM30387XS
SPHK1多克隆抗体Proteintech10670-1-AP
NFE2L2 (Nrf2)重组抗体Proteintech8059-1-RR
血红素加氧酶1抗体AbwaysCY8761
NQO1抗体AbwaysCY6710
Omni-Easy™即用型BCA蛋白定量试剂盒YameiZJ102
通用抗体稀释液YameiPS119
ToloScript一步法逆转录qPCR预混液Tolobio22107
2xQ5 SYBR qPCR预混液(通用型)Tolobio22206-01

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
动物品系(C57BL/6)、性别(雄性)、年龄(6-8周龄)、体重(18-22g)、Ks提取物剂量(60/120/240 mg/kg)、APAP剂量(300 mg/kg)、给药途径(灌胃、腹腔注射)、禁食时间(16小时)、样本采集时间(APAP后24小时)
阅读提示:见Methods 3.1 Animal model, grouping, drug administration, and sample collection
肝功能检测
血清分离条件(3000 rpm, 15 min, 4°C)、检测试剂盒(ALT/AST/LDH Assay Kits)
阅读提示:见Methods 3.3 Measurement of serum ALT, AST, and LDH activities
组织病理学分析
肝脏固定(4%多聚甲醛)、切片厚度(4 μm)、染色方法(H&E)
阅读提示:见Methods 3.4 Liver tissue histopathology
基因表达分析
RNA提取方法(TRIzol)、逆转录试剂盒(M-MLV Reverse Transcriptase Kit)、内参基因(GAPDH)、定量方法(2-ΔΔCt)
阅读提示:见Methods 3.5 Real-time quantitative PCR (RT-qPCR)
蛋白表达分析
蛋白提取方法(IP lysis buffer)、蛋白定量(BCA法)、SDS-PAGE凝胶浓度(4%和10%)、转膜条件(210 mA)、封闭液(5%脱脂牛奶)、一抗孵育条件(4°C过夜)
阅读提示:见Methods 3.9 Western blotting