Maresin 1通过抑制NOX4/ROS/NF-κB通路减轻脂多糖诱导的急性肾损伤

Maresin 1 Attenuates Lipopolysaccharide-Induced Acute Kidney Injury via Inhibiting NOX4/ROS/NF-κB Pathway.

作者信息Jiameng Li, Zhuyun Zhang, Liya Wang, Luojia Jiang, Zheng Qin, Yuliang Zhao, Baihai Su
PMID34955852
发布时间2021-12-10
DOI10.3389/fphar.2021.782660

实验完整度

包含体内小鼠模型和体外细胞模型,并进行了功能验证(肾功能、组织病理)及机制验证(NOX4/ROS/NF-κB通路)。

主要模型

C57BL/6J小鼠LPS诱导S-AKI模型 TCMK-1小鼠肾小管上皮细胞

重点核对

MaR1预处理剂量:5 μg/kg(体内),100 nM(体外) LPS诱导剂量:10 mg/kg(体内),100 μg/ml(体外) 检测时间点:体内12小时,体外24小时 NOX4/ROS/NF-κB p65通路蛋白表达 血清肌酐和血尿素氮水平

摘要

脓毒症相关急性肾损伤(S-AKI)是住院和危重患者的常见并发症,会增加多种合并症的风险,并与极高的死亡率相关。Maresin 1(MaR1)是一种源自omega-3脂肪酸二十二碳六烯酸的脂质介质,已被报道可抵抗炎症并促进急性炎症消退。本研究旨在系统研究MaR1在脓毒症急性肾损伤中的肾脏保护作用及潜在分子机制。我们通过单次腹腔注射脂多糖(LPS)10 mg/kg建立雄性C57BL/6J小鼠S-AKI动物模型,并使用LPS刺激(100 μg/ml)的小鼠肾小管上皮细胞(TCMK-1)体外模拟脓毒性AKI。结果显示,MaR1预处理显著降低脓毒性AKI小鼠的血清肌酐和血尿素氮水平,以及肾小管损伤评分和损伤标志物中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白。同时,MaR1给药明显减少促炎细胞因子(TNF-α、IL-6、IL-1β和MCP-1),下调受损肾组织和TCMK-1细胞中BAX和cleaved caspase-3的表达,并上调BCL-2的表达。此外,MaR1减少丙二醛的产生,改善肾组织的超氧化物歧化酶活性,同时抑制活性氧(ROS)的产生并保护线粒体。机制上,LPS刺激S-AKI肾脏中NOX4/ROS/NF-κB p65信号通路的表达,而MaR1有效抑制了相应通路的激活。总之,MaR1通过抑制NOX4/ROS/NF-κB p65信号通路,减轻肾脏炎症、凋亡、氧化应激和线粒体功能障碍,从而保护LPS诱导的脓毒性AKI。

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
MaR1是否对LPS诱导的脓毒性急性肾损伤具有保护作用,其潜在分子机制是什么?
核心机制
MaR1通过抑制NOX4/ROS/NF-κB p65信号通路,减轻炎症、凋亡、氧化应激和线粒体功能障碍。
主要证据
在LPS诱导的S-AKI小鼠模型和LPS刺激的TCMK-1细胞中,MaR1降低了促炎细胞因子、凋亡标志物,改善肾功能和病理损伤,并抑制NOX4表达及NF-κB p65磷酸化。
研究意义
MaR1可能作为治疗脓毒性AKI的潜在治疗药物。

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

建立动物模型与评估肾功能

建立LPS诱导的S-AKI小鼠模型,并验证MaR1对肾功能的保护作用。

雄性C57BL/6J小鼠腹腔注射LPS(10 mg/kg)建立模型,MaR1预处理组在LPS前30分钟腹腔注射MaR1(5 μg/kg)。检测血清肌酐和血尿素氮水平,并进行HE染色评估肾小管损伤。

2

体外细胞模型建立与活力检测

确定MaR1在LPS刺激的TCMK-1细胞中的最佳浓度。

TCMK-1细胞用LPS(100 μg/ml)刺激,并给予不同浓度MaR1(1、10、100、1000 nM)预处理,CCK-8法检测细胞活力。

3

验证炎症与凋亡

检测MaR1对LPS诱导的炎症和凋亡的影响。

通过ELISA、qRT-PCR和Western blot检测炎症因子(TNF-α、IL-6、IL-1β、MCP-1)表达,通过TUNEL染色、流式细胞术和Western blot检测凋亡相关蛋白(BAX、BCL-2、cleaved caspase-3)。

4

评估氧化应激与线粒体功能

评估MaR1对氧化应激和线粒体功能的影响。

检测肾组织MDA、SOD水平、ROS水平,线粒体复合物I活性、ATP产生,观察线粒体形态,评估线粒体膜电位,检测线粒体动态相关蛋白DRP-1、MFN-1、OPA-1表达。

5

研究信号通路机制

验证MaR1对NOX4/ROS/NF-κB p65信号通路的调控作用。

通过免疫组化、Western blot检测NOX4表达,以及IκBα和NF-κB p65的磷酸化水平。

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
脂多糖Sigma-AldrichL2630
Maresin 1Cayman Chemical--
抗NOX4抗体Abcamab133303
抗TNF-α抗体AffinityAF7014
抗IL-6抗体Zenbio347023
抗MCP-1抗体R&DAF-479-SP
抗BAX抗体Proteintech50599-2-Ig
抗BCL-2抗体Proteintech26593-1-AP
抗cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology9661
抗DRP-1抗体NovusNB110-55288
抗MFN-1抗体Proteintech13798-1-AP
抗OPA-1抗体NovusNB110-55290
抗磷酸化IκBα抗体AffinityAF2002
抗IκBα抗体AffinityAF5002
抗磷酸化NF-κB P65抗体Cell Signaling Technology3033
抗NF-κB P65抗体Santa Cruzsc-8008
抗GAPDH抗体Abcamab8245
自动生化分析仪Rayto Life and Analytical SciencesChemray 240
最低必需培养基Gibco--
CCK-8试剂盒Dojindo Molecular Technologies--
二氢乙锭Sigma-Aldrich--
DAPIServicebio--
2',7'-二氯荧光素二乙酸酯Beyotime Biotechnology--
微量线粒体呼吸链复合物I活性检测试剂盒Solarbio Technology--
BCA蛋白检测试剂盒Biosharp--
ATP检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
小鼠TNF-α ELISA试剂盒Neobioscience technology--
小鼠IL-6未包被ELISAThermo Fisher Scientific--
小鼠IL-1β未包被ELISAThermo Fisher Scientific--
MDA检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
总超氧化物歧化酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
总RNA提取试剂盒Vazyme--
HiScript II Q Select RT SuperMix用于qPCRVazyme--
SYBR Green SupermixVazyme--
RIPA裂解液Beyotime Biotechnology--
蛋白酶抑制剂混合物Bimake--
磷酸酶抑制剂混合物Bimake--
PVDF膜Millipore--
Chemi Doc MP成像系统Bio-Rad--
AxioCamHRc数码相机Carl Zeiss--
TUNEL试剂盒Roche--
Annexin V-FITC/PI试剂盒4A Biotech--
JC-1线粒体膜电位检测试剂盒Beyotime--
GraphPad Prism软件GraphPad6.01
荧光显微镜Nikon--

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
小鼠品系、性别、年龄、体重;LPS剂量和给药途径;MaR1剂量和给药时间;检测时间点
阅读提示:Materials and Methods - Animal Experiments
细胞模型
细胞系、培养条件;LPS浓度和刺激时间;MaR1浓度和预处理时间;血清浓度
阅读提示:Materials and Methods - Cell Culture and Treatments of TCMK-1
细胞活力检测
细胞密度;CCK-8孵育时间;检测波长
阅读提示:Materials and Methods - Cell Viability Assay
炎症因子检测
ELISA试剂盒种类;qRT-PCR引物序列;Western blot抗体信息
阅读提示:Materials and Methods - ELISA, qRT-PCR, Western Blot Assay
氧化应激与线粒体功能
ROS检测方法;线粒体复合物I活性检测步骤;ATP检测方法;线粒体形态观察;线粒体膜电位检测
阅读提示:Materials and Methods - Reactive Oxygen Species Detection, Mitochondrial Complex I Activity Assay, ATP Production Assay, Mitochondrial Morphology Observation, Measurement of Mitochondrial Membrane Potential
机制验证
NOX4表达检测;NF-κB通路蛋白磷酸化检测
阅读提示:Materials and Methods - Immunohistochemistry Assay, Western Blot Assay