黄芪与三七配方联合双歧杆菌通过抑制肾脏和肠道巨噬细胞炎症反应在慢性肾脏病中发挥肾脏保护作用

Astragalus mongholicus Bunge and Panax Notoginseng Formula (A&P) Combined With Bifidobacterium Contribute a Renoprotective Effect in Chronic Kidney Disease Through Inhibiting Macrophage Inflammatory Response in Kidney and Intestine.

作者信息Tan Rui-Zhi, Diao Hui, Li Jian-Chun, Zhong Xia, Wang Xiao-Jia, Wen Dan, Fan Jun-Ming, Wang Li
PMID33329031
发布时间2020-11-27
DOI10.3389/fphys.2020.583668

实验完整度

包含体内5/6肾切除CKD小鼠模型和体外RAW264.7巨噬细胞炎症模型,并通过过表达Mincle进行功能验证和机制验证。

主要模型

5/6肾切除CKD小鼠模型 RAW264.7巨噬细胞炎症模型

重点核对

5/6肾切除模型的建立:切除右肾,1周后结扎左肾上下极,术后7周确认模型成功 给药剂量:A&P 1972 mg/kg/d,双歧杆菌 303 mg/kg/d,灌胃200 μl,每日一次,持续4周 体外模型:LPS 200 ng/ml,硫酸吲哚酚 200 μM,反式乌头酸 200 μM 细胞处理:使用含药血清代替胎牛血清(10%),处理24小时 Mincle过表达:pcDNA3.1-Mincle质粒转染RAW264.7细胞48小时

摘要

越来越多的证据表明,慢性肾脏病(CKD)可导致肠道功能障碍,进而加重肾脏疾病的进展。研究表明,巨噬细胞的免疫反应在促进CKD肾脏和肠道的炎症中发挥重要作用。黄芪与三七配方(A&P)是中国广泛用于治疗CKD的传统药物,然而其潜在机制尚不清楚。在本研究中,我们旨在探讨A&P与双歧杆菌联合治疗在调节CKD小鼠肾脏和肠道巨噬细胞炎症反应中的作用及潜在分子机制。我们通过5/6肾切除建立CKD小鼠模型,并通过LPS和尿毒症毒素在体内和体外建立巨噬细胞炎症细胞模型。结果表明,A&P联合双歧杆菌显著降低了肾脏和血液中IL-1β、IL-6、TNFα和MCP-1的表达和分泌,也降低了炎症巨噬细胞中的这些炎症因子。有趣的是,A&P联合双歧杆菌显著改善了肠道菌群并保护了肠道屏障。值得注意的是,维持巨噬细胞极化的Mincle在CKD小鼠的肾脏和肠道以及尿毒症毒素刺激的巨噬细胞中被激活,而A&P和双歧杆菌联合治疗有效抑制了这种激活。通过基因修饰过表达Mincle可消除A&P联合双歧杆菌对尿毒症毒素刺激的RAW264.7细胞炎症的抑制作用。总之,这些发现表明A&P联合双歧杆菌可通过抑制Mincle信号通路下调肾脏和肠道的巨噬细胞炎症反应来保护肾脏免受CKD损伤,这为传统医药治疗CKD提供了新的见解。

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
A&P联合双歧杆菌能否通过抑制巨噬细胞炎症反应改善CKD小鼠的肾脏和肠道损伤,其潜在机制是否涉及Mincle信号通路。
核心机制
A&P联合双歧杆菌通过抑制Mincle/NF-κB信号通路,减少M1巨噬细胞活性并增加M2巨噬细胞活性,从而下调肾脏和肠道的炎症反应。
主要证据
在5/6肾切除CKD小鼠和LPS加尿毒症毒素刺激的RAW264.7细胞中,A&P联合双歧杆菌降低炎症因子表达和分泌,抑制Mincle/NF-κB通路;过表达Mincle可消除其抗炎作用。
研究意义
本研究为传统医药治疗CKD提供了新见解,可能优化A&P在CKD临床治疗中的应用。

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CKD小鼠模型并给予药物治疗

评估A&P联合双歧杆菌对CKD小鼠肾功能和病理损伤的影响。

对雄性C57BL/6小鼠进行5/6肾切除手术,术后7周确认模型成功后,给予A&P、双歧杆菌或其联合灌胃治疗4周,检测体重、肾功能指标、肾脏病理染色。

2

检测肾脏和全身炎症水平

验证A&P联合双歧杆菌对CKD小鼠肾脏和血清炎症因子表达和分泌的抑制作用。

通过Real-time PCR检测肾脏炎症因子mRNA表达,ELISA检测血清炎症因子分泌。

3

评估肠道屏障功能和肠道菌群

探究A&P联合双歧杆菌对CKD小鼠肠道屏障损伤和肠道菌群失调的改善作用。

通过H&E染色、免疫组化和Western blot检测肠道屏障蛋白ZO-1、Occludin、Claudin-1的表达,并收集粪便进行16s DNA检测分析肠道菌群。

4

检测肾脏和肠道Mincle/NF-κB信号通路及巨噬细胞极化

探究A&P联合双歧杆菌抑制炎症的机制是否依赖Mincle/NF-κB通路及巨噬细胞极化调控。

通过免疫荧光、Western blot和流式细胞术检测肾脏和肠道中Mincle、iNOS、p-p65、CD206的表达及巨噬细胞极化状态。

5

体外验证A&P和双歧杆菌含药血清的抗炎作用

在体外模拟尿毒症环境,验证A&P和双歧杆菌联合含药血清对巨噬细胞炎症的抑制作用。

用LPS和尿毒症毒素(硫酸吲哚酚或反式乌头酸)刺激RAW264.7细胞,加入含药血清处理,检测细胞形态、炎症因子表达和分泌。

6

过表达Mincle验证机制依赖性

验证A&P联合双歧杆菌的抗炎作用是否依赖于抑制Mincle信号通路。

在RAW264.7细胞中通过质粒转染过表达Mincle,并给予A&P和双歧杆菌含药血清处理,检测炎症因子表达和Mincle/NF-κB通路蛋白水平。

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
硫酸吲哚酚Cayman16926
反式乌头酸Sigma122750
TRIzol试剂Invitrogen11596026
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo ScientificK1622
Eastep qPCR预混液试剂盒PromegaLS2068
RIPA裂解液----
大鼠抗F4/80一抗Santa Cruzsc-52664
小鼠抗Mincle一抗Santa Cruzsc-390806
AlexaFluor488标记抗兔二抗CST4412S
AlexaFluor647标记抗小鼠二抗CST4410S
DAPI----
p-p65抗体Santa Cruzsc-136548
p65抗体CST#6956
iNOS抗体CST13120S
ZO-1抗体Life technologies61-7300
Occludin抗体Life technologies33-1500
Claudin-1抗体Life technologies71-7800
GAPDH抗体AbiwaysAB2000
β-actin抗体abcam--
辣根过氧化物酶标记山羊抗小鼠IgG--ZB-2305
山羊抗兔IgG--ZB-2301
IV型胶原酶----
胰蛋白酶-EDTA----
CD206一抗abcamab64693
FACSAria流式细胞仪BD Biosciences--
血清肌酐试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC011-1-1
尿素氮试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC013-2-1
尿蛋白试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteC035-1-1
伊红Beyotime--
NucleoBond Xtra MiDi EF质粒提取试剂盒--740420.50
DNA转染试剂ZETA life--

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
CKD小鼠模型建立
5/6肾切除手术步骤:切除右肾,1周后结扎左肾上下极;手术线型号(3-0非吸收缝合线);术后喂养时间(7周确认模型成功)
阅读提示:Materials and Methods: 5/6 Kidney Ligation Model (Nx5/6, CKD Model)
给药方案
A&P剂量1972 mg/kg/d,双歧杆菌剂量303 mg/kg/d,灌胃体积200 μl,每日一次;治疗周期4周
阅读提示:Materials and Methods: Astragalus mongholicus Bunge and Panax Notoginseng Formula and Bifidobacterium
体外细胞炎症模型
RAW264.7细胞处理:LPS 200 ng/ml,硫酸吲哚酚200 μM,反式乌头酸200 μM;含药血清浓度10%;处理时间24小时
阅读提示:Materials and Methods: Simulate the Urotoxin Environment in RAW264.7 Cells
Mincle过表达
质粒pcDNA3.1-Mincle转染浓度和转染时间(48小时);转染试剂类型
阅读提示:Materials and Methods: Overexpression of Mincle by Plasmid Transfection
检测方法
Western blot蛋白上样量25 μg;qPCR引物序列;ELISA试剂盒品牌和货号;流式细胞术抗体和浓度(iNOS 1:200, CD206 1:200, Mincle 1:50)
阅读提示:Materials and Methods: Western Blotting, Real-Time PCR, Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, Flow Cytometry Analysis