导赤散通过调节大鼠Nrf2-HO-1-HMGB1信号通路改善胰腺炎引起的肠道和心脏损伤

Dao-Chi Powder Ameliorates Pancreatitis-Induced Intestinal and Cardiac Injuries via Regulating the Nrf2-HO-1-HMGB1 Signaling Pathway in Rats.

作者信息Jiaqi Yao, Yifan Miao, Yumei Zhang, Lv Zhu, Huan Chen, Xiajia Wu, Yue Yang, Xiaoyu Dai, Qian Hu, Meihua Wan, Wenfu Tang
PMID35899121
发布时间2022-07-11
DOI10.3389/fphar.2022.922130

实验完整度

包含体内动物模型(SAP大鼠)、组织病理学、血清生化、ELISA、Western blot、RT-PCR、HPLC-MS/MS组织分布及分子对接分析,多层次功能与机制验证。

主要模型

牛磺胆酸钠诱导的重症急性胰腺炎大鼠模型 大鼠十二指肠、结肠和心脏组织

重点核对

SAP模型诱导:3.5%牛磺胆酸钠(1 ml/kg.BW)逆行注射入胆胰管,速率6 ml/h DCP给药剂量:9.6 g/kg.BW,造模后12小时灌胃,一次 取材时间:术后36小时(Part 1)或术后24小时(Part 2) 动物分组:Part 1分为sham、SAP、DCP组(n=8);Part 2分为sham+DCP、SAP+DCP组(n=6) 检测指标:血清淀粉酶、ET、D-Lac、VIP、MTL、cTnI、CK-MB、IL-6、IL-10、组织MPO和MDA

摘要

导赤散(DCP)在中医临床实践中广泛用于治疗炎症性疾病,但尚未用于急性胰腺炎(AP)。本研究旨在评估DCP对重症急性胰腺炎(SAP)及SAP相关的肠道和心脏损伤的作用。为此,通过向大鼠胆胰管逆行注射3.5%牛磺胆酸钠建立SAP动物模型。造模后12小时灌胃给予DCP(9.6 g/kg.BW)。术后36小时收集胰腺、十二指肠、结肠、心脏和血液样本进行组织学和生化检测。测定并比较假手术组和SAP组之间DCP成分的组织分布。此外,采用分子对接分析研究DCP的潜在活性成分与其靶点(Nrf2、HO-1和HMGB1)之间的相互作用。结果,DCP治疗降低了血清淀粉酶水平以及胃肠和心脏损伤标志物,进一步减轻了SAP大鼠胰腺、十二指肠、结肠和心脏的病理损伤。机制上,DCP重新平衡了促/抗炎细胞因子,并抑制了这些组织中的MPO活性和MDA水平。此外,Western blot和RT-PCR结果显示,DCP干预增强了SAP大鼠十二指肠和结肠中Nrf2和HO-1的表达,同时抑制了十二指肠和心脏中HMGB1的表达。HPLC-MS/MS分析显示,SAP促进了梓醇苷和齐墩果酸向十二指肠的分布,而抑制了甘草素向心脏和梓醇苷向结肠的分布。分子对接分析证实,筛选出的六种DCP成分与Nrf2、HO-1和HMGB1具有较好的结合亲和力。其中,齐墩果酸与HO-1的亲和力最高。总之,DCP可通过抑制炎症反应和氧化应激,部分通过调节Nrf2/HO-1/HMGB1信号通路,减轻SAP诱导的肠道和心脏损伤,从而为SAP的临床治疗提供额外的支持证据。

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
导赤散(DCP)是否能改善重症急性胰腺炎(SAP)相关的肠道和心脏损伤,其潜在机制和物质基础是什么?
核心机制
DCP通过调节Nrf2/HO-1/HMGB1信号通路,抑制炎症反应和氧化应激,从而减轻SAP诱导的肠道和心脏损伤。
主要证据
在牛磺胆酸钠诱导的SAP大鼠模型中,DCP降低血清淀粉酶及肠心损伤标志物,改善十二指肠、结肠和心脏病理损伤,抑制MPO活性和MDA水平,上调十二指肠和结肠Nrf2/HO-1表达,下调十二指肠和心脏HMGB1表达;HPLC-MS/MS显示SAP促进梓醇苷和齐墩果酸向十二指肠分布,分子对接显示齐墩果酸与HO-1结合力最高。
研究意义
为SAP的临床治疗提供额外的支持证据,并提示某些成分(如梓醇苷、齐墩果酸)可能具有治疗SAP的潜力,值得未来进一步研究。

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SAP大鼠模型及分组给药

诱导重症急性胰腺炎并评估DCP的干预效果。

雄性SD大鼠随机分组,通过逆行注射3.5%牛磺胆酸钠诱导SAP,造模后12小时灌胃DCP(9.6 g/kg.BW),术后36小时取材。

2

组织病理学评估

评估胰腺、十二指肠、结肠和心脏的组织病理损伤程度。

组织经福尔马林固定、石蜡包埋、切片、H&E染色,在显微镜下由病理学家盲法评分。

3

血清指标检测

评估血清中胰腺、胃肠道和心脏损伤标志物及炎症因子的变化。

采集血液离心后,用自动生化分析仪检测淀粉酶、cTnI、CK-MB;用LAL试剂盒检测ET;用ELISA试剂盒检测D-Lac、VIP、MTL、IL-6、IL-10。

4

组织氧化应激和炎症指标检测

评估十二指肠、结肠和心脏组织的MPO活性和MDA水平。

组织匀浆离心后,用相应试剂盒检测MPO和MDA。

5

Western blot分析蛋白表达

检测Nrf2、HO-1和HMGB1在十二指肠、结肠和心脏中的蛋白表达。

提取总蛋白,BCA定量,SDS-PAGE电泳,转膜,抗体孵育,化学发光检测。

6

RT-PCR分析mRNA表达

检测Nrf2、HO-1和HMGB1的mRNA表达水平。

TRIzol提取总RNA,逆转录合成cDNA,RT-PCR扩增。

7

HPLC-MS/MS分析DCP成分组织分布

比较假手术组和SAP组中DCP主要成分在十二指肠、结肠和心脏的分布差异。

组织匀浆(10%)用HPLC-MS/MS检测,定量十种成分。

8

分子对接分析

验证DCP成分与靶蛋白Nrf2、HO-1和HMGB1的结合亲和力。

从PubChem获取配体2D结构,从PDB获取受体3D结构,用AutoDock Vina进行对接,计算结合自由能,并用PyMOL可视化。

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J&K Scientific909688
白细胞介素-6 ELISA试剂盒Neobioscience TechnologyERC003.96
白细胞介素-10 ELISA试剂盒Neobioscience TechnologyERC004.96
D-乳酸检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteH263-1-2
血管活性肠肽检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteH219
胃动素检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteH182
内毒素检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteE039-1-1
丙二醛检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA003
髓过氧化物酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA044
抗Nrf2抗体Abcamab89443
抗HO-1抗体Abcamab68477
抗HMGB1抗体Abcamab79823
抗GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
抗β-actin抗体ABclonalAC026
山羊抗小鼠IgG-HRPThermo Fisher Scientific31430
山羊抗兔IgG-HRPThermo Fisher Scientific31460
甲醇Thermo Fisher ScientificA452-4
醋酸铵Thermo Fisher Scientific033440
EYELA FDU-2110冻干机Tokyo Rikakikai Co., Ltd.--
导赤散提取物Chengdu Green Herbal Pharmaceutical Co. Ltd.--
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012S
无蛋白快速封闭液(×5)Epizyme Biomedical Technology Co., Ltd.PS108
化学发光检测试剂盒BeyotimeP0018S
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific15596026
逆转录试剂盒TaKaRaRR047A
TB Green Premix Ex Taq IITaKaRaRR820A
CFX96 Touch系统Bio-Rad--
岛津UPLC 30A系统Shimadzu--
AB4500三重四极杆质谱仪AB Sciex--
Analyst 1.6.3软件AB Sciex--
SUPELCO色谱柱SUPELCO--
自动生化分析仪(7170A)HITACHI--
倒置显微镜(Axio Observer.Z1)Zeiss--
GraphPad Prism 8.3.1GraphPad Software--

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
SAP模型诱导
牛磺胆酸钠浓度:3.5%;剂量:1 ml/kg.BW;注射途径:逆行注入胆胰管;注射速率:6 ml/h
阅读提示:Materials and Methods, 'Induction of Severe AP and Intervention'
药物干预
DCP剂量:9.6 g/kg.BW;给药方式:灌胃;给药时间:造模后12小时;给药次数:一次
阅读提示:Materials and Methods, 'Induction of Severe AP and Intervention'
取材时间
Part 1:术后36小时;Part 2:术后24小时
阅读提示:Materials and Methods, 'Induction of Severe AP and Intervention'
动物分组
Part 1:sham、SAP、DCP组,每组n=8;Part 2:sham+DCP、SAP+DCP组,每组n=6
阅读提示:Materials and Methods, 'Induction of Severe AP and Intervention'
病理评分
胰腺评分标准(0-4分:水肿、炎症、出血、坏死);十二指肠Chiu评分;结肠评分(0-4分);心脏评分(0-4分)
阅读提示:Materials and Methods, 'Histopathology'
Western blot
抗体稀释比例:Nrf2、HO-1、HMGB1均为1:1000;GAPDH和β-actin为1:5000;封闭液和洗涤条件
阅读提示:Materials and Methods, 'Western Blot Analysis'
RT-PCR
内参基因GAPDH;引物序列详见表3
阅读提示:Materials and Methods, 'Real-Time PCR Analysis' 和 Table 3
HPLC-MS/MS
色谱条件:SUPELCO柱,柱温40°C;流动相:甲醇和5mmol/L醋酸铵;流速0.3 ml/min;梯度洗脱程序;进样量5 μl;质谱参数
阅读提示:Materials and Methods, 'High-Performance Liquid Chromatography-MS/MS Analysis'
分子对接
软件:AutoDock Tools 1.5.6、AutoDock Vina 1.1.2;配体结构来源:PubChem;受体结构来源:PDB数据库
阅读提示:Materials and Methods, 'Molecular Docking'