Scandoside通过抑制NF-κB和MAPK信号通路在LPS诱导的RAW 264.7巨噬细胞中发挥抗炎作用

Scandoside Exerts Anti-Inflammatory Effect Via Suppressing NF-κB and MAPK Signaling Pathways in LPS-Induced RAW 264.7 Macrophages.

作者信息Jingyu He, Jiafeng Li, Han Liu, Zichao Yang, Fenghua Zhou, Ting Wei, Yaqian Dong, Hongjiao Xue, Lan Tang, Menghua Liu
PMID29401674
发布时间2018-02-03
DOI10.3390/ijms19020457

实验完整度

中

包含体外细胞实验(CCK-8、ELISA、RT-PCR、Western blot)和分子对接分析,但缺乏体内模型,机制验证限于通路蛋白磷酸化。

主要模型

LPS诱导的RAW 264.7巨噬细胞炎症模型

重点核对

SCA处理浓度:40、80和160 μg/mL,预处理1小时 LPS刺激浓度:50 ng/mL,刺激24小时 细胞活力检测:CCK-8法,SCA浓度0-400 μg/mL 炎症因子检测:ELISA(NO、PGE2、TNF-α、IL-6) 信号通路蛋白分析:Western blot(IκBα、p38、ERK1/2、JNK及磷酸化形式)

摘要

Hedyotis diffusa Willd的环烯醚萜苷在抗炎过程中发挥重要作用,但具有抗炎作用的具体环烯醚萜苷及其机制尚未得到深入研究。从H. diffusa中分离得到一种名为scandoside(SCA)的环烯醚萜苷类化合物,并研究了其在脂多糖(LPS)诱导的RAW 264.7巨噬细胞中的抗炎作用。通过体外实验和分子对接分析确认了其抗炎机制。结果显示,SCA显著降低了LPS诱导的RAW 264.7巨噬细胞中一氧化氮(NO)、前列腺素E2(PGE2)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)的产生,并抑制了诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、环氧合酶-2(COX-2)、TNF-α和IL-6信使RNA(mRNA)的表达水平。SCA处理抑制了核转录因子kappa-B抑制蛋白α(IκB-α)、p38、细胞外信号调节激酶(ERK)和c-Jun N末端激酶(JNK)的磷酸化。对接数据表明SCA与COX-2、iNOS和IκB具有良好的结合能力。综上所述,结果表明SCA的抗炎作用是通过抑制NF-κB和MAPK信号通路来抑制促炎细胞因子和介质,为其应用和开发提供了有用信息。

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
从Hedyotis diffusa中分离的环烯醚萜类化合物scandoside(SCA)是否具有抗炎作用及其作用机制是什么?
核心机制
SCA通过抑制NF-κB和MAPK信号通路(抑制IκBα、p38、ERK和JNK的磷酸化)来下调促炎细胞因子和介质的表达,从而发挥抗炎作用。
主要证据
LPS诱导的RAW 264.7巨噬细胞模型中,SCA降低NO、PGE2、TNF-α和IL-6水平,抑制iNOS和COX-2的mRNA和蛋白表达,并抑制IκBα、p38、ERK和JNK的磷酸化;分子对接显示SCA与COX-2、iNOS和IκB有结合能力。
研究意义
该研究为SCA作为抗炎药物的开发和应用提供了依据,并提示SCA可作为草药质量控制、药代动力学和药物开发的标志物。

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

SCA的提取与鉴定

从白花蛇舌草中分离并鉴定环烯醚萜化合物SCA,验证其纯度。

将干燥的白花蛇舌草(5.0 kg)用75%乙醇提取,经大孔树脂柱层析和半制备HPLC纯化得到SCA(4.9 mg),通过HRMS和1H NMR鉴定其结构,HPLC-DAD确认纯度超过97%。

2

细胞活力评估

评估SCA对RAW 264.7巨噬细胞的细胞毒性。

RAW 264.7细胞用不同浓度SCA处理1小时,然后LPS刺激24小时,用CCK-8法检测细胞活力。结果显示SCA浓度高达400 μg/mL时对细胞活力无显著影响。

3

炎症介质和细胞因子水平检测

检测SCA对LPS诱导的RAW 264.7巨噬细胞中NO、PGE2、TNF-α和IL-6产生的影响。

细胞用SCA(40、80、160 μg/mL)预处理1小时,再用LPS刺激24小时,收集上清,用ELISA试剂盒检测NO、PGE2、TNF-α和IL-6浓度。结果显示SCA浓度依赖性降低这些炎症因子的产生。

4

炎症因子mRNA表达检测

检测SCA对TNF-α和IL-6 mRNA表达的影响。

细胞同上处理后,提取总RNA,反转录为cDNA,用RT-PCR检测TNF-α和IL-6 mRNA水平。结果显示SCA显著抑制LPS诱导的TNF-α和IL-6 mRNA表达。

5

iNOS和COX-2表达检测

检测SCA对LPS诱导的RAW 264.7巨噬细胞中iNOS和COX-2 mRNA及蛋白表达的影响。

细胞处理后,用RT-PCR检测iNOS和COX-2 mRNA水平,用Western blot检测蛋白水平。结果显示SCA浓度依赖性抑制iNOS和COX-2的mRNA和蛋白表达。

6

NF-κB和MAPK信号通路检测

检测SCA对LPS诱导的NF-κB和MAPK信号通路激活的影响。

细胞处理后,用Western blot检测IκBα、p38、ERK1/2、JNK及磷酸化蛋白水平。结果显示SCA抑制IκBα、p38、ERK1/2和JNK的磷酸化。

7

分子对接分析

预测SCA与靶蛋白COX-2、iNOS、PEG2和IκB的结合模式。

使用Sybyl.v 7.3进行分子对接,从PDB获取蛋白结构,利用Surflex-dock程序对接。结果显示SCA与COX-2、iNOS和IκB有较高结合分数,与PEG2结合较弱。

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。

验证样本或模型特征
验证机制链路

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco12430-054
胎牛血清Gibco10099141
脂多糖Sigma-Aldrich--
细胞计数试剂盒-8Dojindo--
IL-6、TNF-α ELISA试剂盒Neobioscience Technology Company--
NO ELISA试剂盒Beyotime Biotechnology--
PGE2 ELISA试剂盒Enzo Life Sciences--
RNApure细胞RNA提取试剂盒Qiagen--
SYBR Premix EX Taq(2×)----
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Biotechnology--
ECL化学发光Western blot检测系统ProteinSimple--
Thermo二氧化碳培养箱Thermo Fisher Scientific--
TECAN酶标仪Tecan Group Ltd.--
Applied Biosystems® 7500 Fast实时荧光定量PCR系统Thermo Fisher Scientific--
高效液相色谱-二极管阵列检测Waters Corp.--
半制备高效液相色谱Waters Corp.--
YMC-Pack ODS-A色谱柱YMC Co., Ltd.--
高分辨质谱(Triple TOF 5600 plus)AB SCIEX--
核磁共振氢谱(Bruker AVANCE ARX-300)Bruker Corp.--

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
细胞模型建立
细胞系:RAW 264.7;培养条件:DMEM+10% FBS,37°C,5% CO2;炎症模型:SCA预处理1小时,LPS刺激24小时
阅读提示:Materials and Methods 4.3节
细胞活力检测
细胞密度:1×10^4细胞/孔;SCA浓度:0-400 μg/mL;LPS浓度:50 ng/mL;CCK-8检测波长450 nm
阅读提示:Materials and Methods 4.4节及Figure 2图注
炎症因子检测
细胞密度:1×10^4细胞/孔;SCA浓度:40、80、160 μg/mL;LPS浓度:50 ng/mL;检测方法:ELISA
阅读提示:Materials and Methods 4.5节及Figure 3图注
mRNA表达检测
细胞密度:2×10^5细胞/孔;SCA浓度:40、80、160 μg/mL;LPS浓度:50 ng/mL;PCR反应条件:50°C 3分钟,95°C 3分钟,40个循环(95°C 10秒,60°C 30秒)
阅读提示:Materials and Methods 4.6节及Figure 4、5图注
蛋白表达检测
细胞密度:2×10^5细胞/孔;SCA浓度:40、80、160 μg/mL;LPS浓度:50 ng/mL;抗体浓度:一抗1:1000,二抗1:10000
阅读提示:Materials and Methods 4.7节及Figure 5、6图注