迷迭香酸通过激活Nrf2/HO-1抑制铁死亡和氧化应激,保护小鼠对乙酰氨基酚诱导的肝毒性。

Rosmarinic Acid Protects Against Acetaminophen-Induced Hepatotoxicity by Suppressing Ferroptosis and Oxidative Stress Through Nrf2/HO-1 Activation in Mice.

作者信息Liqin Wu, Li Lv, Yifei Xiang, Dandan Yi, Qiuling Liang, Min Ji, Zhaoyou Deng, Lanqian Qin, Lingyi Ren, Zhengmin Liang, Jiakang He
PMID40710512
期刊Mar Drugs
发布时间2025-07-14
DOI10.3390/md23070287

实验完整度

包含体内动物模型、组织病理学、血清生化、ELISA、RT-qPCR、Western blot和免疫组化等多层级验证,并明确功能与机制验证。

主要模型

BALB/c小鼠APAP诱导急性肝损伤模型 小鼠肝组织

重点核对

APAP剂量:400 mg/kg,腹腔注射,6小时 RA预处理:10、20、40 mg/kg,腹腔注射,连续5天 分组:对照组、RA单独组(40 mg/kg)、RA预处理(0、10、20、40 mg/kg)+APAP组,每组6只 检测终点:血清ALT/AST、肝组织病理、炎症因子(ELISA)、氧化应激指标、Keap1/Nrf2/HO-1通路蛋白、凋亡相关蛋白(Bax/Bcl2)、铁死亡相关蛋白(xCT/GPX4)及Ptgs2 mRNA和GSH/GSSG比值

摘要

由不合理使用对乙酰氨基酚(APAP)引起的肝损伤是公共卫生领域的一个重大挑战。在临床治疗中,除了N-乙酰半胱氨酸(NAC)这一唯一获批的解毒剂外,针对APAP诱导的肝毒性的有效干预措施极为有限。因此,探索新的保肝药物并阐明其作用机制具有重要的科学意义和临床价值。迷迭香酸(RA)作为一种天然多酚类化合物,已被证明具有显著的抗氧化活性。以往研究表明,它对药物性肝损伤具有保护作用。然而,RA在APAP诱导的急性肝损伤(AILI)中的确切保护机制尚未完全明确。本研究基于AILI小鼠模型,系统探讨了RA的保肝作用及其潜在的分子机制。研究结果显示,RA预处理能显著减轻肝脏病理损伤,降低血清中ALT和AST活性,抑制肝脏炎症反应,并逆转APAP引起的CAT、T-AOC、SOD和GSH水平的下降。同时,RA通过激活Keap1/Nrf2/HO-1信号通路增强抗氧化防御能力,调节xCT/GPX4轴抑制脂质过氧化,从而阻断铁死亡过程。总之,本研究证实RA通过调节Keap1/Nrf2/HO-1轴增强抗氧化能力,并通过xCT/GPX4通路抑制铁死亡,从而发挥对AILI的保护作用。我们的研究为RA作为APAP诱导肝损伤潜在治疗药物提供了理论基础。

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
迷迭香酸(RA)能否减轻对乙酰氨基酚(APAP)诱导的急性肝损伤,并阐明其潜在分子机制。
核心机制
RA通过激活Keap1/Nrf2/HO-1信号通路,上调xCT/GPX4轴,抑制脂质过氧化和铁死亡,从而增强抗氧化防御并减轻肝损伤。
主要证据
在APAP诱导的AILI小鼠模型中,RA预处理降低血清ALT/AST活性、减轻肝脏病理损伤、抑制炎症反应、增强抗氧化酶活性(CAT、T-AOC、SOD、GSH)、上调Nrf2/HO-1蛋白表达、调节Bax/Bcl2平衡、上调xCT/GPX4蛋白并恢复GSH/GSSG比值。
研究意义
RA可能成为一种安全有效的保肝药物,为APAP所致肝损伤的未来临床转化研究提供理论基础。

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APAP诱导的急性肝损伤小鼠模型

确定APAP诱导小鼠急性肝损伤的最佳剂量和时间点。

BALB/c小鼠腹腔注射不同剂量APAP(300或400 mg/kg),在不同时间点(3、6、8小时)收集血清和肝组织,检测ALT/AST活性和组织病理学改变。

2

评估RA对APAP诱导肝损伤的保护作用

验证RA预处理是否能减轻APAP引起的肝损伤。

小鼠经RA(10、20、40 mg/kg)腹腔注射预处理5天,再给予400 mg/kg APAP,6小时后检测血清ALT/AST、肝指数、组织病理学变化。

3

检测炎症因子表达

评估RA对APAP诱导的肝脏炎症反应的调节作用。

采用ELISA和RT-qPCR检测血清和肝组织中TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10的水平。

4

检测氧化应激标志物

评估RA对APAP诱导的肝脏氧化应激的影响。

检测肝组织中MDA、MPO、CAT、T-AOC、SOD、GSH-Px、GSH水平,以及CYP2E1 mRNA表达。

5

检测Keap1/Nrf2/HO-1通路表达

探究RA是否通过激活Keap1/Nrf2/HO-1通路发挥抗氧化作用。

通过Western blot检测Nrf2、Keap1、GCLC、NQO1、GCLM、HO-1蛋白表达,免疫组化检测Nrf2和HO-1表达。

6

检测凋亡相关蛋白表达

评估RA对APAP诱导的肝细胞凋亡的影响。

通过RT-qPCR和Western blot检测Bax和Bcl2的表达。

7

检测铁死亡相关指标

评估RA对APAP诱导的铁死亡的影响。

通过Western blot检测xCT和GPX4蛋白表达,RT-qPCR检测Ptgs2 mRNA,检测GSH/GSSG比值。

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
对乙酰氨基酚Sigma-Aldrich--
迷迭香酸Chengdu Pufei De Biotech Co., Ltd.--
ALT检测试剂盒南京建成生物工程研究所--
AST检测试剂盒南京建成生物工程研究所--
MDA检测试剂盒南京建成生物工程研究所--
MPO检测试剂盒南京建成生物工程研究所--
GSH检测试剂盒南京建成生物工程研究所--
CAT检测试剂盒南京建成生物工程研究所--
T-AOC检测试剂盒南京建成生物工程研究所--
GSH-Px检测试剂盒南京建成生物工程研究所--
SOD检测试剂盒南京建成生物工程研究所--
TNF-α、IL-6、IL-10、IL-1β ELISA试剂盒Neobioscience--
RNAiso PlusTakara Bio Inc.--
PrimeScript RT-PCR试剂盒Takara--
SYBR® Premix Ex Taq™ IIBio-Rad--
总蛋白提取试剂盒上海碧云天生物技术有限公司--
PVDF膜----
ECL化学发光液Cytiva--
抗Keap1、Nrf2、HO-1、NQO1、GCLC、GCLM、Bax、Bcl2、xCT、GPX4、β-actin抗体Cell Signaling Technology--
二抗Cell Signaling Technology, Inc.--

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
雄性BALB/c小鼠,6-8周龄,18-20g;APAP剂量:400 mg/kg,腹腔注射;模型时间:6小时;对照组给予等体积生理盐水
阅读提示:参见4.2 Animal Experiment Setup和Figure 1 legend
RA预处理
RA剂量:10、20、40 mg/kg,腹腔注射,连续5天;APAP剂量:400 mg/kg,腹腔注射;每组6只小鼠
阅读提示:参见4.2 Animal Experiment Setup和Figure 2 legend
组织病理学检查
肝组织固定于10%福尔马林48小时,石蜡包埋,切片厚度5μm,HE染色,病理评分0-3分
阅读提示:参见4.3 Histopathological and Immunohistochemical Examination
免疫组化
一抗稀释度1:1000,蛋白K抗原修复(20 μg/mL),3% H2O2封闭内源性酶,DAB显色10分钟
阅读提示:参见4.3 Histopathological and Immunohistochemical Examination
氧化应激指标检测
检测MPO、CAT、T-AOC、GSH-Px、GSH、MDA、SOD、GSH/GSSG,使用南京建成和碧云天试剂盒
阅读提示:参见4.4 Measurement of Biomarkers of Oxidative Stress
ELISA
检测血清TNF-α、IL-6、IL-10、IL-1β,使用Neobioscience ELISA试剂盒
阅读提示:参见4.5 ELISA
RT-qPCR
RNA提取使用RNAiso Plus,cDNA合成使用PrimeScript RT-PCR Kit,定量使用SYBR Premix Ex Taq II,引物序列见表1
阅读提示:参见4.6 RNA Isolation and RT-qPCR Analysis和Table 1
Western blot
上样量20 μg蛋白,10% SDS-PAGE分离,PVDF膜,5%脱脂牛奶封闭2小时,一抗4℃孵育过夜,二抗37℃孵育1小时,ECL显色
阅读提示:参见4.7 Western Blot Analysis
统计分析
单因素方差分析和Tukey多重比较检验,p<0.05为显著差异
阅读提示:参见4.8 Data Analysis