单细胞RNA测序揭示电针刺激BL23对高尿酸血症诱导的肾炎的治疗作用

Single-Cell RNA Sequencing Reveals the Therapeutic Effects of Electroacupuncture at BL23 on Hyperuricemia-Induced Nephritis.

作者信息Yiyang Hu, Xueyan Song, Haichang Li, Songyun Zhao
PMID41278550
发布时间2025-11-21
DOI10.1155/ijog/2494933

实验完整度

包含体内动物模型(HUA小鼠)、多组学分析(scRNA-seq)、蛋白水平验证(Western blot)及组织病理学检查,具有多层级和功能性验证。

主要模型

C57BL/6J小鼠高尿酸血症肾病模型 肾脏单细胞转录组图谱 小鼠肾脏组织

重点核对

HUA模型诱导:氧嗪酸钾(500 mg/kg)和腺嘌呤(100 mg/kg)灌胃,每日一次,持续14天 电针参数:2/15 Hz,2 mA,每次15分钟,每日一次,持续14天 阳性对照:苯溴马隆(6.5 mg/kg/day)灌胃 样本量:每组6只小鼠 统计方法:双尾非配对Student t检验、单因素或双因素方差分析,p < 0.05

摘要

高尿酸血症(HUA)是一种以血清尿酸(UA)水平升高为特征的代谢性疾病,会触发炎症过程导致肾损伤。针灸刺激BL23是传统中医(TCM)的一种治疗策略,据报道可促进利尿并抑制免疫系统,似乎对HUA有效。本研究旨在探讨电针(EA)刺激BL23对HUA及HUA诱导的小鼠肾脏炎症和功能障碍的影响。在给予小鼠灌胃氧嗪酸钾(500 mg/kg)和腺嘌呤(100 mg/kg)后,每天接受EA一次。EA给药不仅降低了血清UA、肌酐、血尿素氮、尿UA和蛋白的水平,同时增加了尿肌酐排泄,还降低了血清中炎症细胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)的产生。对处理肾脏的scRNA-seq分析显示,EA刺激BL23抑制了HUA小鼠中的NLRP3炎症小体复合物、IL-6/JAK/STAT3信号通路以及IL-6和IL-1β的产生。Western blot分析验证了EA通过促进自噬抑制了HUA诱导的NLRP3炎症小体激活。总之,该研究表明,EA刺激BL23通过抑制NLRP3炎症小体和IL-6/JAK/STAT3信号通路,减轻肾脏炎症,表现出抗HUA和肾脏保护作用,支持其治疗HUA相关肾损伤的潜力。

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
电针刺激BL23是否能够缓解高尿酸血症诱导的肾脏炎症和功能障碍,其潜在机制是什么?
核心机制
电针通过促进自噬来抑制NLRP3炎症小体激活,并下调IL-6/JAK/STAT3信号通路,从而减少炎症因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)的产生,发挥肾脏保护作用。
主要证据
在HUA小鼠模型中,电针降低了血清UA、肌酐、尿素氮和炎症因子水平,改善了肾脏组织病理;scRNA-seq显示电针抑制NLRP3和IL-6/JAK/STAT3通路;Western blot验证了自噬的促进和NLRP3的抑制。
研究意义
研究表明电针刺激BL23对HUA相关肾损伤具有治疗潜力,为传统针灸疗法提供了科学依据,可能作为HUA的替代或辅助治疗策略。

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

建立HUA小鼠模型及分组

创建高尿酸血症并发肾损伤的动物模型,并设立电针处理和阳性对照。

雄性C57BL/6J小鼠每日灌胃氧嗪酸钾(500 mg/kg)和腺嘌呤(100 mg/kg)共14天诱导HUA肾病模型,对照组给予等体积溶剂。模型成功后,电针组每日接受电针刺激BL23穴(2/15 Hz,2 mA,15分钟),阳性对照组灌胃苯溴马隆(6.5 mg/kg/day),持续14天。

2

检测血清和尿液生化指标

评估电针对HUA小鼠血清尿酸水平和肾功能的影响。

收集血液和尿液样本,使用自动生化分析仪检测血清和尿液中的UA、CREA、BUN、尿蛋白等指标。

3

肾脏组织病理学检查

观察电针对HUA诱导的肾脏组织损伤和炎症细胞浸润的影响。

肾脏固定、包埋、切片(5 μm),进行H&E染色,并在显微镜下观察肾小球基底膜增厚、肾小管扩张、间质水肿和炎症细胞浸润。

4

scRNA-seq分析肾脏细胞图谱

在单细胞水平揭示电针对肾脏免疫细胞组成和炎症通路的影响。

制备肾脏单细胞悬液,使用10× Genomics平台构建scRNA-seq文库,测序后经Cell Ranger和Seurat处理,识别细胞类型并比较组间细胞比例和基因表达差异。

5

差异表达基因和通路富集分析

识别HUA和电针处理后的免疫细胞差异表达基因及相关炎症信号通路。

使用FindMarkers鉴定各免疫细胞簇的DEGs,并通过GO和Hallmark富集分析、AUCell和GSVA评分评估炎症相关通路活性。

6

Western blot验证关键蛋白表达

验证scRNA-seq发现的炎症通路蛋白变化,并确认自噬的参与。

提取肾脏总蛋白,通过Western blot检测NLRP3、ASC、Pro-Caspase-1、Cleaved-Caspase-1、LC3和P62的表达水平,以β-actin或GAPDH为内参。

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
氧嗪酸钾Aladdin--
腺嘌呤盐酸盐Ameresco--
羧甲基纤维素钠Aladdin--
苯溴马隆Kunshan Longdeng Ruidi Pharmaceutical Co., Ltd.--
RIPA裂解液SolarbioCat# R0020
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeCat# p0012
山羊抗兔IgG(H+L)二抗Thermo Pierce#31210
山羊抗小鼠IgG(H+L)二抗Thermo Pierce#31160
10× Genomics Chromium 单细胞3'试剂盒10× Genomics--
自动生化分析仪Hitachi3100

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
HUA模型建立
给药剂量:氧嗪酸钾500 mg/kg,腺嘌呤100 mg/kg;给药途径:灌胃;给药频率:每日一次;持续时间:14天;溶剂:0.8%羧甲基纤维素钠溶液
阅读提示:Methods 2.2 Animal Experiment
电针处理
穴位:BL23(第二腰椎下方,中线旁开3mm);针刺深度:3-4mm;电针参数:2/15 Hz,2 mA;治疗时间:每次15分钟,每日一次,持续14天
阅读提示:Methods 2.2 Animal Experiment
生化指标检测
检测指标:血清UA、CREA、BUN、尿UA、尿蛋白、尿CREA;检测设备:Hitachi 3100自动生化分析仪
阅读提示:Methods 2.5 Biochemical Analyses
scRNA-seq分析
文库制备:10× Genomics Chromium Single Cell 3' Reagent Kit;测序平台:Illumina;读段:150bp双端;每细胞平均读段:40,000;质控标准:基因数200-5000,线粒体转录本<10%,基因数≥500;聚类参数:前30个PC,分辨率1
阅读提示:Methods 2.8 scRNA-seq Assay 和 2.9 scRNA-seq data processing
Western blot
抗体稀释比例:NLRP3 1:1000, ASC 1:1000, Pro-Caspase-1 1:1000, Cleaved-Caspase-1 1:1000, P62 1:1000, LC3 1:1000, β-actin 1:2000, GAPDH 1:10000;二抗:Thermo Pierce Rabbit #31210, Mouse #31160;蛋白提取:RIPA裂解液(Solarbio);蛋白定量:BCA法
阅读提示:Methods 2.11 Western Blot Analyses