全氟壬酸(PFNA)通过诱导炎症加重小鼠特应性皮炎

Perfluorononanoic Acid (PFNA) Exacerbates Atopic Dermatitis by Inducing Inflammation in Mice.

作者信息Jiali Xiao, Junchao Wang, Nuo Xu, Xulong Huang, Farid Khalilov, Xianfeng Huang, Xiangyong Zheng, Xiashun Xu, Shisheng Lin, Wengang Zhao, Elchin Khalilov
PMID40711030
期刊Toxics
发布时间2025-07-13
DOI10.3390/toxics13070585

实验完整度

包含体内小鼠模型(DNCB诱导AD)验证皮肤症状、脾脏、IgE及炎性因子;体外RAW264.7和bEnd.3细胞验证细胞活力及炎性因子和MAPK通路;并涉及NF-κB、凋亡验证。

主要模型

DNCB诱导的BALB/c小鼠AD模型 RAW264.7巨噬细胞 bEnd.3小鼠脑内皮细胞 HaCaT人角质形成细胞

重点核对

PFNA给药途径:口服灌胃,剂量5 mg/kg/day,持续15天 DNCB诱导方案:7% DNCB致敏,1% DNCB每日涂抹背部皮肤和右耳,持续4天 细胞处理条件:PFNA浓度0.01-100 μM处理72小时,LPS(1 μg/mL)刺激0.5小时或3小时,TNF-α(20 ng/mL)刺激0.5小时 主要检测指标:皮炎评分、耳厚度、表皮厚度、血清IgE、脾脏重量、背部皮肤和细胞中炎症因子mRNA表达、MAPK通路磷酸化水平

摘要

全氟壬酸(PFNA)是一种普遍存在的持久性环境污染物,多项研究发现特应性皮炎(AD)与产前接触PFNA之间存在显著关联。然而,PFNA与AD之间的关系仍不清楚。本研究以2,4-二硝基氯苯(DNCB)处理的雌性BALB/c小鼠为AD模型,研究PFNA的作用及其潜在机制。这些小鼠每天局部涂抹5 mg/kg PFNA,持续15天。结果表明,PFNA显著增加了AD病变的严重程度和临床症状,包括皮炎评分、耳厚度和表皮厚度。此外,PFNA还增加了血清IgE水平、脾脏萎缩,并上调了与皮肤炎症因子相关的TNF-α、IL-6和IL-1β基因的表达。此外,Western blot结果显示PFNA处理上调了p-JNK蛋白的表达。此外,细胞实验表明,用0.01–100 μM浓度的PFNA处理RAW264.7巨噬细胞和小鼠脑微血管内皮(bEnd.3)细胞72小时,细胞活力没有变化。然而,100 μM PFNA上调了经1 mg/mL LPS诱导2小时的RAW264.7细胞中促炎细胞因子IL-1β和IL-6的mRNA表达水平以及p-JNK蛋白的表达。同样,PFNA增加了经20 ng/mL TNF-α刺激0.5小时的bEnd.3细胞中TNF-α和IL-6 mRNA表达以及p-JNK蛋白表达。基于这些发现,我们得出结论:PFNA可能通过促进炎症加重特应性皮炎。

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
PFNA是否以及如何影响特应性皮炎的严重程度?
核心机制
PFNA通过激活MAPK信号通路(特别是促进JNK磷酸化)促进炎症反应,从而加重特应性皮炎症状。
主要证据
在DNCB诱导的AD小鼠模型中,PFNA显著增加皮炎评分、耳厚度、表皮厚度,增加血清IgE、脾脏萎缩,上调皮肤炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β表达和p-JNK水平;在LPS诱导的RAW264.7细胞和TNF-α诱导的bEnd.3细胞中,PFNA上调促炎细胞因子mRNA和p-JNK蛋白表达。
研究意义
PFNA可能是加重特应性皮炎和炎症的潜在因素,其免疫调节机制及环境污染物暴露相关的健康风险有待进一步研究。

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DNCB诱导的AD小鼠模型并给予PFNA处理

评估PFNA对特应性皮炎症状的影响

雌性BALB/c小鼠随机分为健康组、AD组和AD+PFNA组。AD组通过背部皮肤注射7% DNCB致敏,随后每日涂抹1% DNCB共4天。AD+PFNA组在致敏前4天开始口服灌胃5 mg/kg/day PFNA,持续15天。

2

评估AD小鼠皮肤症状和病理变化

验证PFNA对皮炎严重程度的影响

观察并拍照记录背部皮肤和耳朵表现,测量耳厚度,进行皮炎评分,皮肤组织H&E染色测量表皮厚度,免疫荧光检测PCNA阳性细胞。

3

检测系统性免疫反应(脾脏和血清IgE)

探究PFNA对AD小鼠系统性免疫的影响

取脾脏称重、测量长度并拍照;采集血清用ELISA试剂盒检测IgE水平。

4

分析皮肤炎症因子表达和MAPK通路激活

验证PFNA对皮肤炎症和MAPK信号通路的影响

对背部皮肤进行RT-qPCR检测TNF-α、IL-6、IL-1β的mRNA表达;Western blot检测MAPK家族蛋白磷酸化水平(p-JNK、p-ERK、p-p38)。

5

细胞实验验证PFNA对炎症反应的影响

在体外验证PFNA对巨噬细胞和内皮细胞炎症反应及MAPK通路的影响

RAW264.7和bEnd.3细胞分别用不同浓度PFNA处理72小时,然后分别用LPS(1 μg/mL)或TNF-α(20 ng/mL)刺激,检测细胞活力、炎症因子mRNA和MAPK磷酸化。

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
全氟壬酸Sigma-Aldrich--
脂多糖Sigma-Aldrich--
肿瘤坏死因子-αThermo Fisher Scientific--
干扰素-γThermo Fisher Scientific--
IgE ELISA试剂盒Xinbosheng--
DMEM培养基GIBCO--
胎牛血清GIBCO--
青霉素----
链霉素----
钙黄绿素-AM染色液Dojindo Laboratories--
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific--
TRIZOL试剂Vazyme Biotech Co.--
Prime Script RT酶切试剂盒Takara--
SYBR Green预混液Applied Biosystems--
RIPA裂解液Beyotime--
Glo裂解液Promega--
BCA蛋白定量试剂盒Yisheng--
PVDF膜Millipore--
JNK抗体Cell Signaling Technology#9252
p-JNK抗体Cell Signaling Technology#9255
ERK抗体Cell Signaling Technology#4695
p-ERK抗体Cell Signaling Technology#4376
p38抗体Cell Signaling Technology#8690
p-p38抗体Proteintech28796-1-AP
IκB-α抗体Cell Signaling Technology#9242
p-IκB-α抗体Cell Signaling Technology#9246
p65抗体Cell Signaling Technology#6956
p-p65抗体Cell Signaling Technology#3033
Caspase-3抗体Proteintech25128-1-AP
β-微管蛋白抗体AbmartM30109
抗鼠IgG二抗Jackson115-035-003
抗兔IgG二抗Jackson111-035-003
PCNA抗体Cell Signaling Technology--
Alexa Fluor 568抗兔二抗Thermo Fisher Scientific--
含DAPI的抗荧光淬灭剂Thermo Fisher Scientific--

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
小鼠品系、性别、周龄、体重;DNCB浓度和涂抹剂量;PFNA给药剂量、途径和时长
阅读提示:Methods 2.2和2.3节
皮肤症状评估
皮炎评分标准和参数;耳厚度测量方法;表皮厚度测量方法;PCNA阳性细胞定量
阅读提示:Methods 2.4节和Results 3.1、3.2节
血清IgE检测
血液采集、离心条件;ELISA试剂盒品牌和操作步骤
阅读提示:Methods 2.5节
细胞实验
细胞系来源;培养条件;PFNA处理浓度和时间;LPS或TNF-α刺激浓度和时间;细胞活力检测方法
阅读提示:Methods 2.8、2.9节
炎症因子和MAPK检测
皮肤和细胞中RT-qPCR引物序列和条件;Western blot抗体、稀释比例、孵育时间;蛋白上样量
阅读提示:Methods 2.10、2.11节