揭示槟榔碱对口腔黏膜下纤维化的作用机制:整合转录组学与体外和体内实验

Uncovering the mechanism of arecoline's effect on oral submucous fibrosis: integrating transcriptomics and in vitro and in vivo experiments.

作者信息Zhenkui Liu, Jian Yi, Fanzuo Zeng, Bowei Chen, Wanling Ning, Jiongwei Tang, Yin OuYang
PMID41859739
发布时间2026-03-04
DOI10.3389/fphys.2026.1768602

实验完整度

包含体内动物模型(OSF诱导)、转录组测序(全血和口腔黏膜)、分子对接及体外细胞实验(CCK-8、免疫荧光、ELISA、RT-qPCR、Western blot)等多层级验证。

主要模型

SD大鼠OSF模型(槟榔碱局部涂抹) 人原代口腔黏膜成纤维细胞(hOMFs)

重点核对

槟榔碱浓度(体外:0, 60, 100 μg/mL;体内:2 mg/mL) 处理时间(体内16周,体外48小时) 样本量(体内每组9只,体外n=3) 统计方法(One-way ANOVA及Tukey多重比较检验)

摘要

目的:本研究旨在通过整合转录组学分析和实验验证,阐明槟榔碱诱导的口腔黏膜下纤维化的潜在靶点和分子机制。方法:首先采用转录组测序识别槟榔碱在大鼠口腔黏膜和全血中影响的关键通路和靶点。随后,使用人原代口腔黏膜成纤维细胞(hOMFs)进行体外实验以验证分子机制。结果:体内实验表明,慢性局部应用槟榔碱显著降低了口腔开口距离,并诱导了口腔黏膜下纤维化(OSF)的组织病理学特征,包括上皮萎缩、胶原沉积和TGF-β表达升高。转录组分析揭示了与纤维化相关的通路显著富集,包括PPAR信号通路、AMPK信号通路、p53信号通路和Hippo信号通路。体外验证进一步证实,槟榔碱剂量依赖性地上调α-SMA和Col1a1表达,增强成纤维细胞增殖,并激活Hippo通路效应因子(YAP/TAZ)。结论:这些发现强调Hippo信号通路是槟榔碱诱导的OSF的关键介质,为OSF管理中的治疗靶向和机制探索提供了新的见解。

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
槟榔碱通过何种分子机制诱导口腔黏膜下纤维化(OSF)?
核心机制
槟榔碱通过激活Hippo信号通路效应因子YAP/TAZ,促进成纤维细胞增殖和纤维化相关基因表达,导致ECM沉积和纤维化。相关靶点可能包括Serpine1和Ppp2r2b。
主要证据
体内实验显示槟榔碱诱导OSF病理特征和TGF-β升高;转录组学显示Hippo通路富集;体外实验证实槟榔碱上调α-SMA、Col1a1、YAP/TAZ表达并增强细胞增殖;分子 docking 显示槟榔碱与Hippo通路相关靶点Ppp2r2b有强亲和力。
研究意义
本研究首次阐明Hippo信号通路在槟榔碱诱导的OSF中的关键作用,为OSF的机制探索和治疗靶向提供新见解。

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

OSF动物模型建立与验证

验证槟榔碱能否在体内诱导OSF表型

SD大鼠左颊黏膜每日涂抹槟榔碱溶液(2 mg/mL)或蒸馏水,持续16周,通过测量开口距离、HE染色、Masson染色和IHC评估模型建立。

2

转录组测序与生信分析

识别槟榔碱影响的关键通路和靶点

收集大鼠全血和口腔黏膜组织进行RNA-seq,筛选差异表达基因,进行GO和KEGG富集分析,构建PPI网络,并对Hippo通路相关靶点进行分子对接。

3

体外细胞实验验证

验证槟榔碱对hOMF细胞功能及Hippo通路的影响

使用CCK-8检测细胞活力,免疫荧光检测α-SMA和Col1a1表达,ELISA检测TGF-β和bFGF分泌,RT-qPCR检测YAP/TAZ mRNA,Western blot检测YAP/TAZ蛋白及其磷酸化/核转位。

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
槟榔碱Yuanye BiotechnologyB74705
Masson三色染色试剂盒Solarbio Science & TechnologyG1340
TGF-β抗体Affinity BiosciencesAF1027
hOMF完全培养基iCelliCell-m017-002h
CoraLite594标记的山羊抗兔IgGProteintechSA00013-4
Actin-Tracker Green-488Beyotime BiotechnologyC2201S
含DAPI的抗淬灭封片剂ServicebioG1407
YAP1兔单克隆抗体ABclonal Biotechnology Co., Ltd.A19134
磷酸化YAP1-S127兔单克隆抗体ABclonal Biotechnology Co., Ltd.AP1398
TAZ兔单克隆抗体ABclonal Biotechnology Co., Ltd.A23034
磷酸化TAZ (Ser66)抗体Affinity BiosciencesAF4316
Lamin B1兔单克隆抗体ABclonal Biotechnology Co., Ltd.A11495
GAPDH兔单克隆抗体(高稀释)ABclonal Biotechnology Co., Ltd.A19056
α-平滑肌肌动蛋白兔单克隆抗体Cell Signaling Technology19245S
COL1A1兔单克隆抗体Cell Signaling Technology72026S
NovoStart® SYBR qPCR SuperMix PlusNovoproteinE096-01A
NovoScript® Plus 一步法cDNA合成预混液(含gDNA去除)NovoproteinE047-01B
核浆蛋白提取试剂盒Beyotime BiotechnologyP0027
RNAeasy™动物RNA提取试剂盒(离心柱)Beyotime BiotechnologyR0026
免疫染色固定液Beyotime BiotechnologyP0098
免疫染色通透液Beyotime BiotechnologyP0096
免疫染色封闭液Beyotime BiotechnologyP0102
TGF-β ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-0162
bFGF ELISA试剂盒Elabscience BiotechnologyE-EL-H6042
增强型CCK-8试剂盒Elabscience BiotechnologyE-CK-A362
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific15596-026
生物素标记的山羊抗兔IgGProteintechSA00004-2

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
大鼠品系(SD大鼠)、性别(雄性)、周龄(2月龄)、体重范围(200±20g)、槟榔碱浓度(2 mg/mL)、给药方式(棉签涂抹左颊黏膜30秒/天)、给药周期(16周)、对照组(蒸馏水)、样本量(n=9)
阅读提示:Materials and Methods: 2.1 Animals; 2.3.1 OSF model establishment; 2.3.2 Experimental grouping and drug administration; Figure 1A
转录组测序
样本类型(全血和口腔黏膜)、样本量(n=3)、RNA提取方法(2×CTAB)、测序平台(Majorbio)、参考基因组(Rn6)、差异表达阈值(|log2FC|>1, FDR<0.05)
阅读提示:Materials and Methods: 2.4 Transcriptome sequencing and data analysis; Figure 2A and 3A
细胞实验
细胞系(hOMFs, HUM-iCell-m017)、细胞密度(CCK-8: 1×10^5 cells/mL; 免疫荧光/ELISA/RT-qPCR/Western blot: 1×10^6 cells/mL)、槟榔碱浓度(0,60,100 μg/mL)、处理时间(48小时;CCK-8另测24/72小时)、重复数(n=3)
阅读提示:Materials and Methods: 2.5 In vitro experiments; Figure 4A
Western blot
抗体稀释比例(YAP 1:20000, p-YAP 1:10000, N-YAP 1:20000, TAZ 1:1000, p-TAZ 1:1000, N-TAZ 1:1000, GAPDH 1:20000, Lamin B1 1:3000)、内参(GAPDH总蛋白, Lamin B1核蛋白)
阅读提示:Materials and Methods: 2.5.6 Western bolt; Figure 5