中康酸通过靶向GPR35抑制巨噬细胞炎症减轻心肌缺血/再灌注损伤和心血管衰老

Mesaconate Alleviates Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury and Cardiovascular Aging by Targeting GPR35 to Arrest Macrophage Inflammation.

作者信息Lei Zhu, Jun Cui, Panpan Li, Wenju Shan, Qiang Wang, Wenli Lei, Haitao Zhou, Yang Sun, Wei Yi
PMID41739259
发布时间2026-02-25
DOI10.1007/s10753-026-02464-z

实验完整度

包含细胞实验(BMDM、siRNA敲低)、转录组分析、蛋白热稳定性实验、急性I/R模型及慢性衰老模型等多层级验证。

主要模型

骨髓来源巨噬细胞(BMDM) 心肌缺血/再灌注(I/R)小鼠模型 老龄小鼠(23月龄)模型 髓系特异性GPR35敲低小鼠

重点核对

中康酸处理浓度(体外5 nM,体内250 mg/kg腹腔注射) LPS诱导炎症模型的刺激条件 骨髓来源巨噬细胞的分化及培养条件 心肌I/R模型(LAD结扎30分钟再灌注) 髓系特异性GPR35敲低AAV2-F4/80-GPR35-shRNA的给予剂量与方式

摘要

本研究旨在探讨内源性代谢物中康酸在急性和慢性心血管疾病模型中的心脏保护作用及其潜在机制,重点关注其对巨噬细胞炎症的调节。转录组学分析和骨髓来源巨噬细胞的功能验证提示GPR35可能是中康酸的潜在靶点。进一步的机制研究表明,中康酸通过GPR35减轻巨噬细胞铁死亡,从而有助于其抗炎作用。在心肌缺血/再灌注模型中,中康酸显著减轻心脏损伤、改善收缩功能并减少梗死面积,而髓系特异性GPR35敲低消除了这些保护作用。在老龄小鼠中,中康酸改善了心脏肥大和血管功能障碍,这些效应与抑制巨噬细胞炎症密切相关。总之,本研究首次证明中康酸通过激活GPR35抑制铁死亡来减轻巨噬细胞炎症,在缺血性损伤中赋予GPR35依赖性心脏保护,并减轻衰老相关的心血管病理,凸显中康酸作为炎症性心血管疾病的有前景的治疗候选药物。

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
中康酸是否通过调节巨噬细胞炎症发挥心血管保护作用,其具体机制是什么?
核心机制
中康酸激活GPR35,抑制巨噬细胞铁死亡,从而阻断下游炎症级联反应。
主要证据
转录组和功能验证表明GPR35为中康酸靶点;热稳定性实验显示中康酸稳定GPR35蛋白;siGPR35消除抗炎和抗铁死亡效应;体内AAV-shGPR35敲低消除心脏保护作用。
研究意义
首次证明中康酸通过GPR35-铁死亡轴调节巨噬细胞炎症,为炎症性心血管疾病提供潜在治疗策略。

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

中康酸安全性评估

确定中康酸的安全浓度范围,以用于后续功能实验。

使用CCK-8和Calcein-AM/PI染色检测不同浓度中康酸(0.1~10 nM)处理BMDMs的活力。

2

LPS诱导巨噬细胞炎症模型

评估中康酸对LPS诱导的巨噬细胞炎症的抑制作用。

BMDMs经LPS刺激,同时用不同浓度中康酸处理,检测炎症因子表达和分泌、NF-κB磷酸化水平。

3

转录组测序及GPR35靶点发现

识别中康酸处理BMDMs后的差异表达基因,寻找潜在靶点。

对中康酸处理的BMDMs进行RNA-seq,分析差异表达基因,并进行GO/KEGG富集。

4

GPR35结合及功能验证

验证中康酸是否直接结合GPR35并介导其抗炎作用。

通过热稳定性实验检测中康酸对GPR35蛋白的稳定作用;使用siRNA敲低GPR35,检测炎症因子和NF-κB信号。

5

铁死亡机制验证

探究中康酸是否通过抑制巨噬细胞铁死亡从而减轻炎症。

检测LPS刺激下BMDMs的氧化还原指标(SOD、GSH、LPO、MDA),并用BODIPY和FerroOrange荧光探针检测脂质过氧化和Fe²⁺水平;在siGPR35细胞中重复检测。

6

急性心肌I/R损伤模型及中康酸治疗效果

评估中康酸在体内对心肌I/R损伤的保护作用。

小鼠腹腔注射中康酸(250 mg/kg)2小时后进行LAD结扎30分钟再灌注,检测心功能、梗死面积、心肌损伤标志物、心肌细胞凋亡。

7

髓系特异性GPR35敲低验证体内机制

验证GPR35在中康酸心脏保护中的必要性。

使用AAV2-F4/80-GPR35-shRNA敲低巨噬细胞GPR35,重复I/R实验,评估心功能、梗死面积、心肌损伤和炎症。

8

慢性心血管衰老模型

评估中康酸对老龄小鼠心血管衰老的影响。

21月龄小鼠给予中康酸补充两个月(至23月龄),检测心功能、运动能力、血管僵硬度、心脏和血管组织学变化。

9

炎症和铁死亡标志物检测

验证中康酸在体内抑制巨噬细胞炎症和铁死亡。

检测老龄小鼠心脏、主动脉和血浆中的炎症因子,以及心肌和主动脉组织的MDA、Fe²⁺、GSH水平。

10

铁死亡诱导剂Erastin验证

证实抑制铁死亡是中康酸心脏保护的关键下游机制。

在I/R模型中给予Erastin(40 mg/kg),观察中康酸的心脏保护作用是否被逆转。

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
高糖DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
重组小鼠M-CSFProteintech--
无酶细胞解离缓冲液ScienCell--
CCK-8试剂盒BeyotimeC0037
钙黄绿素-AMBeyotimeC1375S
碘化丙啶----
ELISA试剂盒Elabscience--
Trizol试剂Tiangen--
5× StarLighter Script RT All-in-One MixFOREVERSTAR--
2× StarLighter HP SYBR Green qPCR MixFOREVERSTAR--
引物Tsingke Biotech--
BODIPY 581/591 C11DojindoL267
QuickBlock™封闭液BeyotimeP0260
DAPI----
RIPA裂解液----
PVDF膜----
FerroOrange探针DojindoF374
原位细胞死亡检测试剂盒Roche11684795910
Vevo 2100超声系统Visual Sonics Inc.--
伊红----
Masson三色染色试剂盒----
MDA检测试剂盒Solarbio--
GSH检测试剂盒Solarbio--
LPO检测试剂盒Solarbio--
SOD检测试剂盒Solarbio--
AAV2-F4/80-GPR35-shRNA载体Hanbio Biotechnology--
RNAiMAX转染试剂----
重组小鼠GPR35蛋白CusabioCSB-CF872142MO
铁离子比色检测试剂盒BeyotimeS1066S

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
细胞培养与处理
BMDM分化培养基成分(高糖DMEM+10%FBS+1%青霉素-链霉素+50 ng/mL M-CSF),分化时间7天;中康酸处理浓度(体外5 nM)、时间(24-96小时)
阅读提示:Methods: Isolation and Culture of Macrophages; Cell Viability Assay
LPS诱导炎症
LPS刺激浓度和时长、中康酸浓度范围(0-10 nM)
阅读提示:Results: Mesaconate Dose-Dependently Attenuates LPS-Induced Inflammation in Macrophages; Figure 1
GPR35功能验证
siRNA靶序列、转染试剂浓度、转染时间;热稳定性实验条件(重组蛋白来源、配体浓度、温度梯度)
阅读提示:Methods: siRNA Transfection; Thermal Stability Assay of GPR35 Protein
心肌I/R模型
小鼠品系、年龄、性别;中康酸给药剂量(250 mg/kg)、时间(术前2小时);LAD结扎时间(30分钟);再灌注时间
阅读提示:Methods: Animal Models; Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury Model
髓系GPR35敲低
AAV2-F4/80-GPR35-shRNA滴度(1×10¹³ vg/mL)、注射体积(60 µL)、途径(股骨骨髓内)、预处理时间(2周)
阅读提示:Methods: Establishment of Myeloid-Specific GPR35 Knockdown Mouse Model
慢性衰老模型
小鼠周龄(21月龄开始)、处理持续时间(2个月)、中康酸给药剂量和途径
阅读提示:Results: Mesaconate Attenuates Cardiac and Vascular Aging; Figure 7
铁死亡验证
Erastin给药剂量(40 mg/kg)和途径;检测指标(MDA、Fe²⁺、GSH)及试剂盒来源
阅读提示:Methods: Oxidative Stress Parameters Assessment; Results: Mesaconate Protects against Cardiovascular Injury by Suppressing Ferroptosis