山柰酚通过激活Nrf2/GPX4轴抑制铁死亡减轻胃黏膜细胞氧化应激损伤

Kaempferol Attenuates Oxidative Stress-Induced Injury in Gastric Mucosal Cells by Activating Nrf2/GPX4 Axis to Inhibit Ferroptosis.

作者信息Chao Luo, Jing Yan, Yun Shen, Zhiguang Sun, Xiong Xiao
PMID41684188
发布时间2026-02
DOI10.1002/iid3.70352

实验完整度

体外细胞实验,包括CCK-8、流式细胞术、荧光探针、Western blot、免疫荧光,并用Nrf2抑制剂ML385进行功能验证,但缺乏动物模型或患者样本。

主要模型

人胃上皮细胞GES-1 H₂O₂诱导的氧化应激损伤模型

重点核对

KAE预处理浓度:10 μM H₂O₂损伤浓度及时间:100 μM,6 h Nrf2抑制剂ML385浓度:5 μM Fer-1浓度:1 μM 统计学方法:ANOVA,p < 0.05

摘要

目的:本研究探讨山柰酚(KAE)如何通过Nrf2/GPX4轴抑制铁死亡,从而保护胃黏膜细胞免受氧化应激诱导的损伤。方法:人胃上皮细胞(GES-1)用H₂O₂诱导氧化损伤,之前用不同浓度的KAE预处理。通过CCK-8实验评估细胞活力,流式细胞术监测细胞凋亡,荧光探针检测细胞内ROS水平和脂质过氧化。使用生化试剂盒检测细胞内丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH/GSSG比值)和Fe²⁺。通过Western blot和免疫荧光技术评估Nrf2、GPX4、SLC7A11和ACSL4的表达及细胞分布。此外,使用Nrf2特异性抑制剂ML385来确认Nrf2/GPX4轴的作用。结果:KAE(0–40 μM)无毒性,并在H₂O₂诱导的应激下增强GES-1细胞活力,其中10 μM时保护效果最佳。它降低了ROS、脂质过氧化、MDA和Fe²⁺水平,同时增加了GSH/GSSG比值。KAE还通过增加GPX4和SLC7A11表达、降低ACSL4水平来影响铁死亡相关蛋白。此外,它促进了Nrf2核转位。这些效应被Nrf2抑制剂ML385减弱,表明涉及Nrf2/GPX4轴。结论:KAE通过激活Nrf2/GPX4轴,降低氧化损伤和铁死亡过程,从而保护胃上皮细胞免受H₂O₂诱导的损伤,并为胃黏膜保护提供潜在的治疗策略。

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
山柰酚是否通过Nrf2/GPX4轴抑制铁死亡,从而保护胃黏膜细胞免受氧化应激损伤?
核心机制
KAE激活Nrf2并促进其核转位,上调GPX4和SLC7A11表达,下调ACSL4表达,从而抑制铁死亡并减轻氧化应激损伤。
主要证据
体外实验表明,KAE(10 μM)提高H₂O₂损伤的GES-1细胞活力,降低ROS、脂质过氧化、MDA和Fe²⁺水平,增加GSH/GSSG比值,且这些效应被Nrf2抑制剂ML385削弱。
研究意义
KAE可能作为胃黏膜保护剂,为氧化应激相关胃肠道疾病的治疗提供潜在靶点。

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

建立氧化应激损伤模型

诱导GES-1细胞产生氧化应激和铁死亡

GES-1细胞暴露于100 μM H₂O₂ 6小时。

2

评估KAE的细胞毒性和保护作用

确定KAE的安全浓度及对H₂O₂损伤的保护效果

用0-40 μM KAE预处理2小时,然后进行H₂O₂损伤,通过CCK-8、形态学观察和流式细胞术检测细胞活力和死亡。

3

检测氧化应激和铁死亡指标

验证KAE对氧化应激和铁死亡的影响

检测ROS、脂质过氧化、MDA、GSH/GSSG比值、Fe²⁺以及铁死亡相关蛋白表达。

4

验证Nrf2核转位

确定KAE是否激活Nrf2信号通路

通过Western blot检测细胞质和细胞核Nrf2水平,免疫荧光染色观察Nrf2亚细胞定位。

5

Nrf2抑制剂功能验证

确认KAE的保护作用依赖于Nrf2/GPX4轴

使用ML385抑制Nrf2,检测细胞活力、死亡、Fe²⁺、ROS、GSH/GSSG以及相关蛋白表达。

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
RPMI-1640培养基Sangon--
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
过氧化氢Yuanye--
山柰酚MCE--
铁抑素-1MCE--
ML385MCE--
CCK-8试剂Biosharp--
Annexin V-FITC/PI试剂盒KeyGEN--
流式细胞仪BeckmanCytoFLEX
DCFH-DAUelandy--
BODIPY-C11探针Thermo Fisher Scientific--
脂质过氧化检测试剂盒Elabscience--
比色法试剂盒Elabscience--
菲啰嗪比色法试剂盒Applygen--
RIPA裂解液Beyotime--
核质分离试剂盒Thermo Scientific--
BCA试剂盒Beyotime--
PVDF膜Millipore--
ECL化学发光试剂Epizyme--
Nrf2抗体CST12721
GPX4抗体Abcamab125066
SLC7A11抗体CST12691
ACSL4抗体Abcamab155282
GAPDH抗体Abcamab181602
Histone H3抗体CST9715
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGAbcamab6721
Alexa Fluor 488标记的山羊抗兔IgGInvitrogenA-11008
Triton X-100Absin--
牛血清白蛋白Kalang--
DAPISangon--
荧光显微镜OlympusBX53
酶标仪Agilent BioTekEpoch

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
细胞培养
细胞系(GES-1)、培养基(RPMI-1640)、血清浓度(10% FBS)、抗生素浓度(1%青霉素-链霉素)、培养条件(37°C,5% CO₂)、细胞代数(3-10)、细胞接种密度
阅读提示:见Materials and Methods 2.1
药物处理
KAE浓度(0-40 μM)、预处理时间(2小时)、H₂O₂浓度(100 μM)、H₂O₂处理时间(6小时)、ML385浓度(5 μM)、Fer-1浓度(1 μM)
阅读提示:见Materials and Methods 2.1
细胞活力检测
CCK-8试剂体积(10 μL)、孵育时间(2小时)、检测波长(450 nm)
阅读提示:见Materials and Methods 2.2
流式细胞术
细胞密度(1x10⁶ cells/mL)、Annexin V-FITC和PI体积(各5 μL)、孵育时间(15分钟)、结合缓冲液体积(400 μL)
阅读提示:见Materials and Methods 2.3
ROS检测
DCFH-DA浓度(10 μM)、孵育时间(30分钟)、激发波长
阅读提示:见Materials and Methods 2.4
脂质过氧化检测
BODIPY-C11浓度(2 μM)、孵育时间(30分钟)、荧光定量方法
阅读提示:见Materials and Methods 2.5
MDA含量检测
检测试剂盒(Elabscience)、波长(532 nm)
阅读提示:见Materials and Methods 2.6
GSH/GSSG比值检测
5% TCA裂解、DTNB反应波长(412 nm)、2-VP掩蔽、计算公式
阅读提示:见Materials and Methods 2.7
Fe²⁺水平检测
裂解方式(超声)、检测波长(562 nm)
阅读提示:见Materials and Methods 2.8
Western blot
蛋白提取方法、核质分离方法、电泳和转膜条件、抗体稀释度、内参蛋白(GAPDH和Histone H3)
阅读提示:见Materials and Methods 2.9及Table 1
免疫荧光
固定液(4% PFA)固定时间(15分钟)、透化(0.3% Triton X-100)时间(10分钟)、封闭液(5% BSA)时间(1小时)、一抗孵育时间(过夜4°C)、二抗孵育时间(1小时)、DAPI染色
阅读提示:见Materials and Methods 2.10及Table 1