Neferine通过线粒体ROS保护脂多糖诱导的急性呼吸窘迫综合征中的内皮糖萼

Neferine Protects Endothelial Glycocalyx via Mitochondrial ROS in Lipopolysaccharide-Induced Acute Respiratory Distress Syndrome.

作者信息Xiang-Yong Liu, Hai-Xiao Xu, Jian-Kui Li, Dong Zhang, Xiao-Hong Ma, Li-Na Huang, Jun-Hong Lü, Xiao-Zhi Wang
PMID29520236
发布时间2018-02-22
DOI10.3389/fphys.2018.00102

实验完整度

包含体内小鼠ARDS模型和体外HUVECs模型,涉及功能验证(通透性、炎症因子)和机制验证(NF-κB、mtROS、氧化损伤)。

主要模型

C57BL/6小鼠LPS诱导ARDS模型 人脐静脉内皮细胞(HUVECs)

重点核对

小鼠模型:C57BL/6雄性小鼠,8-10周龄 Nef给药剂量:20 mg/kg/day(灌胃) LPS诱导剂量:20 mg/kg(腹腔注射) HUVECs浓度:10 μM Nef预处理1小时,LPS 1 μg/mL刺激6小时 样本量:每组6只(组织学,免疫荧光)或8只(通透性)

摘要

内皮糖萼损伤是肺血管通透性增加的关键因素,而肺血管通透性增加是急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的基本病理特征。Neferine(Nef)是一种从莲(Nelumbo nucifera Gaertn)绿色种胚中分离出的双苄基异喹啉生物碱,具有广泛的药理活性。在本研究中,我们证明Nef降低了脂多糖(LPS)诱导的ARDS小鼠的肺毛细血管通透性,下调了细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α和IL-10)的产生,并抑制了NF-κB信号通路的激活。进一步分析表明,Nef在LPS诱导的ARDS小鼠(体内)和LPS刺激的人脐静脉内皮细胞(体外)中均可保护内皮糖萼免受降解。Nef对糖萼的保护作用可能通过抑制线粒体ROS(mtROS)的产生和减少氧化损伤来启动。此外,还发现Nef通过加速LPS诱导的ARDS中内皮细胞mtROS的清除来促进糖萼的恢复。这些结果表明Nef具有作为与革兰氏阴性菌感染相关的ARDS治疗药物的潜力,并阐明了保护及恢复内皮糖萼的机制。

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
Neferine(Nef)是否通过抑制线粒体ROS保护并恢复LPS诱导的ARDS中的内皮糖萼?
核心机制
Nef通过抑制线粒体ROS(mtROS)的产生和减少氧化损伤来保护内皮糖萼,并通过加速mtROS的清除促进糖萼恢复。
主要证据
在LPS诱导的ARDS小鼠和HUVECs中,Nef预处理减少了HS和SDC-1的脱落;Nef降低了mtROS水平和MDA含量,增加了SOD活性;在糖萼恢复实验中,Nef处理降低了mtROS水平。
研究意义
研究结果表明Nef可能作为革兰氏阴性菌感染所致ARDS的治疗药物,并增进了对内皮糖萼保护/恢复机制的理解。

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

Nef预处理对内皮糖萼降解的保护作用

验证Nef是否能减轻LPS诱导的ARDS中的内皮糖萼降解。

小鼠灌胃Nef(20 mg/kg/day)7天后腹腔注射LPS(20 mg/kg)6小时;HUVECs用10 μM Nef预处理1小时,然后用LPS(1 μg/mL)刺激6小时。通过免疫荧光检测肺组织和HUVECs中HS和SDC-1水平,并通过ELISA检测血清和培养基中脱落的HS和SDC-1。

2

Nef后处理对糖萼恢复的促进作用

验证Nef是否能在糖萼降解后加速其恢复。

小鼠腹腔注射LPS(20 mg/kg)6小时后,灌胃Nef(20 mg/kg/day)3天;HUVECs用LPS(1 μg/mL)处理6小时后,更换含10 μM Nef的培养基处理12小时。通过免疫荧光检测HS和SDC-1水平,评估糖萼恢复情况。

3

Nef对ROS和mtROS产生的抑制

验证Nef是否通过抑制ROS和mtROS产生来保护糖萼。

使用DCFH-DA探针检测细胞内ROS,使用MitoSOX Red检测mtROS;在HUVECs中,Nef预处理后LPS刺激,或使用NAC和Mito-TEMPO作为对照。

4

Nef对氧化损伤的抑制

验证Nef是否能减少氧化损伤,表现为MDA水平降低和SOD活性增加。

在小鼠肺组织和HUVECs中测定MDA含量和SOD活性,使用商业试剂盒。

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
莲心碱Shanghai Ziqi Biology Technology Co., Ltd.--
脂多糖Sigma-Aldrich--
水合氯醛----
完全培养基AllCells--
RIPA裂解液----
蛋白磷酸酶抑制剂Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒----
PVDF膜----
ECL检测试剂盒Thermo Fisher Scientific, Inc.--
DAPISigma-Aldrich--
抗荧光淬灭封片剂Solarbio--
人硫酸乙酰肝素ELISA试剂盒Mlbio--
小鼠硫酸乙酰肝素ELISA试剂盒Mlbio--
人多配体蛋白聚糖-1 ELISA试剂盒Diaclone--
小鼠多配体蛋白聚糖-1 ELISA试剂盒Diaclone--
2',7'-二氯荧光素二乙酸酯Sigma-Aldrich--
MitoSOX Red线粒体超氧化物指示剂InvitrogenM36008
N-乙酰半胱氨酸----
Mito-TEMPO----
丙二醛检测试剂盒Beyotime--
超氧化物歧化酶检测试剂盒Beyotime--
硫酸乙酰肝素抗体AMS Biotechnology--
Syndecan-1抗体Abcamab128936
血栓调节蛋白/BDCA-3抗体R&D SystemsAF3894
FITC标记的驴抗山羊IgGZhongshan Golden Bridge Biotechnology--
罗丹明标记的驴抗小鼠IgGZhongshan Golden Bridge Biotechnology--
NF-κB/P65抗体Abcamab32536
磷酸化IκBα抗体Abcamab133462
IκBα抗体Abcamab32518
Lamin B1抗体Abcamab133741
GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP

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
动物分组与处理
小鼠品系、性别、年龄、Nef给药剂量与途径、LPS剂量与途径、给药时间点
阅读提示:Materials and methods: Animals and grouping
细胞培养与处理
HUVECs来源、培养条件、Nef处理浓度与时间、LPS刺激浓度与时间
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and treatment
肺毛细血管通透性测定
Evans blue剂量、循环时间、肺组织灌注量、提取和测定方法
阅读提示:Materials and methods: Pulmonary permeability assay
炎性细胞因子检测
BALF收集方法、ELISA试剂盒品牌和货号
阅读提示:Materials and methods: BALF collection and measurement of cytokines
糖萼成分检测
免疫荧光染色的抗体、稀释比例、ELISA试剂盒
阅读提示:Materials and methods: Immunofluorescence, Measurement of HS/SDC-1
ROS和mtROS检测
探针浓度、孵育时间、阳性对照浓度
阅读提示:Materials and methods: Assay of ROS level, Measurement of mitochondrial ROS production