大黄素通过抑制肺泡巨噬细胞焦亡减轻急性胰腺炎相关肺损伤

Emodin Ameliorates Acute Pancreatitis-Associated Lung Injury Through Inhibiting the Alveolar Macrophages Pyroptosis.

作者信息Xiajia Wu, Jiaqi Yao, Qian Hu, Hongxin Kang, Yifan Miao, Lv Zhu, Cong Li, Xianlin Zhao, Juan Li, Meihua Wan, Wenfu Tang
PMID35721108
发布时间2022-06-13
DOI10.3389/fphar.2022.873053

实验完整度

包含两种动物模型(大鼠NaT-AP和小鼠CER+LPS-AP),并进行组织病理学、炎症因子、流式细胞术、Western blot等功能和机制验证。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠NaT-AP模型 C57BL/6J小鼠CER+LPS-AP模型

重点核对

AP模型诱导:大鼠3.5%牛磺胆酸钠(1 ml/kg)逆行胰胆管注射;小鼠雨蛙素(50 μg/kg)每小时1次共6次,随后LPS(10 mg/kg) 给药方案:大黄素10 mg/kg在造模后6h和12h灌胃;AYC 5 mg/kg在造模前1h腹腔注射 样本量:每组8只大鼠或小鼠 检测指标:肺组织H&E染色、血清淀粉酶和脂肪酶、肺组织IL-1β/IL-18/TNF-α及MPO、BALF中IL-1β/IL-18/LDH、流式检测AM焦亡率、Western blot检测NLRP3/ASC/Caspase1 p10/GSDMD/GSDMD-NT

摘要

目的:探讨大黄素在急性胰腺炎(AP)相关肺损伤中的保护作用及其潜在机制。方法:采用3.5%牛磺胆酸钠构建大鼠NaT-AP模型,采用雨蛙素联合脂多糖构建小鼠CER+LPS-AP模型。动物随机分为四组:假手术组、AP组、Ac-YVAD-CMK(caspase-1特异性抑制剂,AYC)组和大黄素组。通过H&E染色、炎症细胞因子水平和髓过氧化物酶活性评估AP相关肺损伤。通过流式细胞术评估肺泡巨噬细胞(AMs)焦亡。通过酶联免疫吸附测定法检测支气管肺泡灌洗液中乳酸脱氢酶和炎症细胞因子水平。通过Western Blot检测焦亡相关蛋白表达。结果:大黄素与阳性对照AYC相似,显著减轻了大鼠和小鼠的胰腺和肺损伤。此外,大黄素通过降低炎症细胞因子和乳酸脱氢酶水平减轻了AMs的焦亡过程。更重要的是,大黄素干预后AMs中NLRP3、ASC、Caspase1 p10、GSDMD和GSDMD-NT的蛋白表达显著下调。结论:大黄素对AP相关肺损伤具有治疗作用,这可能源于抑制NLRP3/Caspase1/GSDMD介导的AMs焦亡信号通路。

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
大黄素对急性胰腺炎相关肺损伤是否具有保护作用,其潜在机制是否涉及抑制肺泡巨噬细胞焦亡。
核心机制
大黄素通过抑制NLRP3/Caspase1/GSDMD信号通路介导的肺泡巨噬细胞焦亡,从而减轻AP相关肺损伤。
主要证据
在NaT-AP大鼠和CER+LPS-AP小鼠模型中,大黄素治疗显著降低肺组织病理评分、炎症因子水平和MPO活性,减少AM焦亡率,并下调NLRP3、ASC、Caspase1 p10、GSDMD和GSDMD-NT蛋白表达,效果与caspase-1抑制剂AYC相似。
研究意义
本研究为解释SAP-ALI的发病机制提供了替代信号通路,并为治疗该疾病提供了新的治疗选择。

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AP相关肺损伤模型

建立与临床相关的急性胰腺炎相关肺损伤模型,用于评估药物疗效和机制。

使用3.5%牛磺胆酸钠逆行胰胆管注射建立大鼠NaT-AP模型,使用雨蛙素联合脂多糖腹腔注射建立小鼠CER+LPS-AP模型,并设置假手术组、AP组、AYC阳性对照组和大黄素处理组。

2

评估胰腺和肺组织病理损伤

评估AP相关肺损伤的组织病理学改变及药物干预效果。

通过H&E染色对胰腺和肺组织进行病理评分,并检测血清淀粉酶和脂肪酶水平。

3

检测肺组织炎症因子和MPO活性

评估肺组织炎症反应程度及大黄素的抗炎作用。

制备肺匀浆,用ELISA试剂盒检测IL-1β、IL-18、TNF-α水平,用试剂盒检测MPO活性。

4

检测肺泡巨噬细胞焦亡

验证AP相关肺损伤中AMs焦亡的发生及药物的抑制作用。

收集BALF,分离AMs,通过流式细胞术检测caspase-1和PI双阳性细胞比例,并检测BALF上清中LDH水平。

5

检测焦亡相关蛋白表达

验证NLRP3/Caspase1/GSDMD信号通路的激活及药物的抑制机制。

用Western blot检测AMs中NLRP3、ASC、Caspase1 p10、GSDMD、GSDMD-NT的表达水平,以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
牛磺胆酸钠Bailingwei Technology Co., LTD.909688
大黄素Beijing Zhongke Quality Inspection--
雨蛙素Sigma-AldrichC9026
脂多糖Sigma-AldrichL2880
Ac-YVAD-CMKSigma-AldrichSML0429
抗NLRP3抗体Abcamab263899
抗GSDMD抗体Abcamab219800
抗GSDMD-NT抗体Abcamab215203
抗ASC抗体Affinity BiosciencesDF-6304
抗裂解型Caspase-1抗体Affinity BiosciencesAF4022
抗GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
RIPA裂解液Beyotime--
高通量组织匀浆器SCILOGEXMX-S
ELISA试剂盒Neobioscience--
MPO活性检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
LDH检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
RPMI 1640培养基----
胎牛血清----
青霉素和链霉素----
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Biotechnology--
封闭液EpiZyme Biotech--
FLICA 660 Caspase-1检测试剂Immunochemistry Technologies--
碘化丙啶----
流式细胞仪BeckmanCytoflex
Bio-Rad成像系统Bio-Rad--

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
物种和品系、性别、年龄、体重、造模剂量、给药途径、诱导时间、麻醉方式、分组方式(每组n=8)、是否适应饲养和禁食
阅读提示:Materials and Methods: Animals, Establishment of Experimental SAP-ALI Models; Figure legends (Figure 1, 4)
药物干预
药物剂量、给药途径、给药时间点(造模前/后)、阳性对照药物及剂量
阅读提示:Materials and Methods: Establishment of Experimental SAP-ALI Models
组织病理学评估
组织固定、包埋、切片厚度、H&E染色步骤、病理评分标准(0-4分)、评估人员
阅读提示:Materials and Methods: Histological Examination; Figure legends (Figure 1C, 4C)
炎症因子和MPO检测
肺组织匀浆方法、匀浆液体积、ELISA试剂盒类型、MPO试剂盒类型
阅读提示:Materials and Methods: Detection of Inflammatory Factors in Lung Tissues Tables, Lung MPO Activity
肺泡巨噬细胞焦亡检测
BALF收集体积和次数、离心条件、细胞培养条件、染色浓度和孵育时间、流式细胞仪设置、LDH试剂盒
阅读提示:Materials and Methods: Collection of Bronchoalveolar Lavage Fluid (BALF), Determination of AMs Pyroptosis; Figure legends (Figure 2A-C, 5A-C)
蛋白表达检测
AMs分离、裂解液成分、蛋白定量方法、上样量、凝胶浓度、转膜条件、抗体稀释比例、内参选择
阅读提示:Materials and Methods: Western Blot; Figure legends (Figure 3A-E, 6A-E)