体外验证NLRP3炎症小体激活
确定LPS和尼日利亚霉素刺激是否激活BA-MSCs中的NLRP3炎症小体,并评估其对IL-1β/18释放和焦亡的影响。
野生型和NLRP3基因敲除BA-MSCs用LPS(500 ng/ml)预处理4小时,然后用尼日利亚霉素(5 μM)刺激1.5小时;通过扫描电镜观察膜孔,免疫荧光检测GSDMDC1 foci,Western blot检测NLRP3、caspase-1、IL-1β蛋白,ELISA检测IL-1β/18水平。
Mesenchymal Stromal Cells Directly Promote Inflammation by Canonical NLRP3 and Non-canonical Caspase-11 Inflammasomes.
体外细胞实验、基因敲除小鼠实验、细菌感染和IBD动物模型以及患者样本分析,多层验证了NLRP3和caspase-11炎症小体的功能及66PR的抑制作用。
小鼠骨相关间充质基质细胞(BA-MSCs) NLRP3基因敲除小鼠来源的BA-MSCs caspase-11基因敲除小鼠来源的BA-MSCs DSS诱导的炎症性肠病小鼠模型
LPS(500 ng/ml)处理4小时,尼日利亚霉素(5 μM)处理1.5小时 NLRP3基因敲除、caspase-11基因敲除及caspase-1/11双敲除小鼠 66PR浓度为20 μM,体内给药剂量为5 mg/kg体重,每日一次 BA-MSCs移植剂量为2 × 10^6细胞/只小鼠
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
确定LPS和尼日利亚霉素刺激是否激活BA-MSCs中的NLRP3炎症小体,并评估其对IL-1β/18释放和焦亡的影响。
野生型和NLRP3基因敲除BA-MSCs用LPS(500 ng/ml)预处理4小时,然后用尼日利亚霉素(5 μM)刺激1.5小时;通过扫描电镜观察膜孔,免疫荧光检测GSDMDC1 foci,Western blot检测NLRP3、caspase-1、IL-1β蛋白,ELISA检测IL-1β/18水平。
确定caspase-11炎症小体是否在BA-MSCs中被激活并介导焦亡。
使用野生型、caspase-11基因敲除和caspase-1/11双敲除BA-MSCs,经LPS和尼日利亚霉素刺激后,检测膜孔、GSDMDC1 foci、caspase-11蛋白及IL-1β/18释放。
检查细菌感染是否激活BA-MSCs中的炎症小体。
通过尾静脉注射铜绿假单胞菌或大肠杆菌建立感染模型,从骨髓中分离BA-MSCs,通过Western blot检测NLRP3、caspase-1、caspase-11、IL-1β蛋白,并通过免疫荧光检测骨切片中GSDMDC1和CD51共定位。
确定在组织损伤炎症中BA-MSCs的炎症小体激活情况。
通过口服3% DSS诱导IBD小鼠模型,分离BA-MSCs,检测NLRP3、caspase-1、caspase-11蛋白水平,并检查骨切片中GSDMDC1/CD51 foci。
评估NLRP3基因缺陷的BA-MSCs对IBD小鼠的治疗效果及其存活情况。
将NLRP3基因敲除或野生型BA-MSCs移植到IBD小鼠中,记录临床评分、结肠长度、组织学评分,并使用CFSE追踪细胞存活。
确定化合物66PR是否能抑制BA-MSCs中NLRP3和caspase-11炎症小体的激活。
BA-MSCs用66PR(20 μM)和LPS预处理4小时,然后用尼日利亚霉素刺激1.5小时,检测膜孔、GSDMDC1 foci、IL-1β释放,并通过Western blot检测NLRP3、caspase-1、caspase-11蛋白表达。
验证66PR在体内是否抑制NLRP3炎症小体并改善IBD症状。
IBD小鼠腹腔注射66PR(5 mg/kg)或PBS,每天一次,检测体重、临床评分、结肠长度、组织学评分,并分析BA-MSCs中caspase-1和GSDMDC1的表达。
确定66PR预处理是否能提高BA-MSCs在IBD小鼠中的存活和治疗效果。
将66PR预处理的或未处理的GFP+BA-MSCs移植到IBD小鼠中,检测临床评分、结肠长度、组织学评分,并通过荧光和FACS分析GFP+细胞数量。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 细胞培养 | 杜尔贝科改良伊格尔培养基(DMEM) | -- | -- |
| 胎牛血清(FBS) | -- | -- | |
| 青霉素-链霉素 | -- | -- | |
| 细胞刺激 | 脂多糖(LPS) | Sigma-Aldrich | -- |
| 尼日利亚霉素 | -- | -- | |
| 米奇利奥德 | -- | -- | |
| Western blot | RIPA裂解缓冲液 | -- | -- |
| 蛋白酶抑制剂混合物 | -- | -- | |
| PVDF膜 | -- | -- | |
| 抗NLRP3抗体 | Adipogen | AG-20B-0014 | |
| 抗caspase-1 p20抗体 | Adipogen | AG-20B-0042 | |
| 抗caspase-11抗体 | Adipogen | AG-20B-0061 | |
| 抗IL-1β抗体 | Cell Signaling Technology | 12426 | |
| 抗α-微管蛋白抗体 | Proteintech | 66031-1-Ig | |
| ELISA | 小鼠IL-1β ELISA试剂盒 | R&D Systems | -- |
| 小鼠IL-18 ELISA试剂盒 | Abcam | -- | |
| 小鼠IL-6 ELISA试剂盒 | NeoBioscience | -- | |
| 流式细胞术 | FITC抗小鼠CD45抗体 | BioLegend | 30-F11 |
| APC抗小鼠Ter119抗体 | eBioscience | 17-5921 | |
| PE抗小鼠CD44抗体 | BD Biosciences | IM7 | |
| PE抗小鼠CD51抗体 | eBioscience | RMV-7 | |
| APC抗小鼠CD90抗体 | BD Biosciences | OX-7 | |
| APC抗小鼠CD105抗体 | BioLegend | MJ7/18 | |
| PE抗小鼠CD146抗体 | eBioscience | P1H12 | |
| PE抗小鼠CD166抗体 | R&D Systems | 105902 | |
| FITC抗小鼠Sca-1抗体 | BioLegend | 122505 | |
| APC抗小鼠CD3抗体 | BioLegend | 17A2 | |
| FITC抗小鼠CD11c抗体 | BioLegend | 117306 | |
| APC抗小鼠CD11b抗体 | BioLegend | 101212 | |
| APC抗小鼠Gr1抗体 | eBioscience | 17-5931 | |
| FITC抗小鼠F4/80抗体 | BioLegend | 123108 | |
| APC抗小鼠CD19抗体 | eBioscience | 17-5921 | |
| FITC抗小鼠CD14抗体 | BioLegend | Sa14-2 | |
| 免疫荧光 | 抗GSDMD C1抗体 | Santa Cruz Biotechnology | sc-393656 |
| FITC山羊抗小鼠IgG抗体 | Gene Copoeia | L146A | |
| Alexa Fluor 647山羊抗小鼠IgG抗体 | Gene Copoeia | L125A | |
| 细胞追踪 | CFSE细胞分裂追踪试剂盒 | BioLegend | B214561 |
| 动物实验 | 葡聚糖硫酸钠(DSS) | Sigma-Aldrich | -- |
| 66PR | -- | -- | |
| C57BL/6小鼠 | -- | -- | |
| 铜绿假单胞菌(P.a,ATCC 35218) | ATCC | -- | |
| 大肠杆菌(E. coli,ATCC 27853) | ATCC | -- | |
| 实验设备 | 扫描电子显微镜(Olympus N300M) | Olympus | -- |
| 共聚焦显微镜(Olympus IX81) | Olympus | -- | |
| 流式细胞仪(FACS) | -- | -- | |
| 分析软件 | Image J | -- | -- |
| 统计软件 | SPSS 16.0 | -- | -- |
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 |
|---|---|
| BA-MSCs分离与培养 | 小鼠品系、年龄、组织来源(骨相关)、分离方法(酶消化法)、培养条件(培养基、血清浓度、温度、CO2浓度)、传代次数(2-3代)、细胞纯度(>90% CD45-/Ter119-) 阅读提示:Methods 2.3节 |
| 体外炎症小体激活 | LPS浓度(500 ng/ml)和刺激时间(4小时)、尼日利亚霉素浓度(5 μM)和刺激时间(1.5小时)、是否需要预刺激、对照组设置 阅读提示:图1和图2的图例 |
| 体内IBD模型 | DSS浓度(3%)和给药时间(7天)、小鼠品系(C57BL/6)、诱导方式(口服)、对照组设置 阅读提示:Methods 2.8节;图4和图6的图例 |
| 66PR处理 | 66PR浓度(体外20 μM,体内5 mg/kg体重每日一次)、给药途径(体内腹腔注射)、处理时间、溶剂对照(PBS) 阅读提示:Methods 2.8节;图5和图6图例 |
| BA-MSCs移植 | 移植细胞数量(2×10^6/只)、移植途径(腹腔注射)、细胞标记(CFSE或GFP)、移植时间(DSS诱导后第几天)、对照组设置(PBS) 阅读提示:Methods 2.8节;图4和图7图例 |