N-乙酰-L-色氨酸通过RIP2/caspase-1/IL-1β信号通路对肝缺血再灌注损伤的保护作用

Protective role of N-acetyl-l-tryptophan against hepatic ischemia-reperfusion injury via the RIP2/caspase-1/IL-1β signaling pathway.

作者信息Jianxin Wang, Shuna Yu, Jianguo Li, Huiting Li, Hongxin Jiang, Peilun Xiao, Yitong Pan, Jie Zheng, Li Yu, Jiying Jiang
PMID31184936
发布时间2019-12
DOI10.1080/13880209.2019.1617750

实验完整度

包含体内大鼠HIRI模型和体外BRL细胞H2O2损伤模型,并通过组织学、qRT-PCR、Western blot、免疫荧光、ELISA等验证功能与机制,但缺乏RIP2基因敲除或阻断的直接证据。

主要模型

Sprague-Dawley (SD) 大鼠肝缺血再灌注损伤模型 大鼠肝细胞 BRL 细胞系 H2O2 氧化损伤模型

重点核对

大鼠分组:sham、I/R、I/R+l-NAT,每组6只 l-NAT给药:5 mg/kg腹腔注射,缺血前45分钟 HIRI模型:夹闭肝动脉、门静脉和胆总管45分钟,再灌注6小时 BRL细胞处理:200 µM H2O2,10 µM l-NAT,处理18小时 检测终点:细胞活力、RIP2/caspase-1/IL-1β表达及活性

摘要

背景:肝缺血再灌注损伤(HIRI)是肝切除和移植过程中观察到的一个复杂过程。N-乙酰-L-色氨酸(l-NAT)是神经激肽1受体的拮抗剂,已被用于治疗恶心和神经退行性疾病。目的:本研究探讨l-NAT对HIRI的保护作用,并探讨其可能的潜在机制。材料与方法:成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为三组:假手术组、I/R组和I/R+l-NAT组。通过用微血管无损伤夹夹闭肝动脉、门静脉和胆总管45分钟,然后移除夹子并再灌注6小时来建立HIRI模型。BRL细胞暴露于200 µM H2O2,加或不加10 µM l-NAT,持续6小时。结果:l-NAT干预后,肝小叶结构完整,细胞未见肿胀。此外,与对照组相比,细胞活力显著增强(p < 0.05)。与对照组相比,I/R和H2O2组中丝氨酸/苏氨酸激酶2(RIP2)和白细胞介素-1β(IL-1β)的mRNA和蛋白表达水平显著升高;然而,这些水平在l-NAT干预后显著降低。同样,与对照组相比,l-NAT干预后,H2O2组中IL-1β活性和caspase-1活性显著降低。结论:我们的研究结果表明,l-NAT可能通过抑制RIP2/caspase-1/IL-1β信号通路在HIRI中发挥肝脏保护作用,这可以为l-NAT在临床实践中成为对抗HIRI的潜在有效药物提供证据。

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
l-NAT是否通过抑制RIP2/caspase-1/IL-1β信号通路对肝缺血再灌注损伤发挥保护作用?
核心机制
l-NAT通过抑制RIP2/caspase-1/IL-1β信号通路发挥肝脏保护作用,该通路参与神经源性炎症反应介导的细胞损伤。
主要证据
在大鼠HIRI模型和H2O2诱导的BRL细胞损伤模型中,l-NAT显著降低RIP2、caspase-1和IL-1β的mRNA和蛋白表达水平,降低caspase-1和IL-1β活性,并改善肝组织病理变化和细胞活力。
研究意义
l-NAT可能成为临床实践中对抗HIRI的潜在有效药物,并为HIRI的治疗干预提供新靶点。

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HIRI动物模型

模拟肝缺血再灌注损伤,评估l-NAT的体内保护作用。

雄性SD大鼠随机分为sham、I/R和I/R+l-NAT组,通过夹闭肝动脉、门静脉和胆总管45分钟,再灌注6小时建立HIRI模型,l-NAT(5 mg/kg)或生理盐水于缺血前45分钟腹腔注射。

2

建立BRL细胞氧化损伤模型

模拟氧化应激损伤,评估l-NAT的体外保护作用。

大鼠肝细胞BRL细胞分为对照组、H2O2组和H2O2+l-NAT组,用200 µM H2O2加或不加10 µM l-NAT处理18小时。

3

评估细胞活力

检测l-NAT对H2O2诱导的细胞损伤的保护作用。

采用CCK-8比色法检测细胞活力,计算实验组与对照组的OD值之比。

4

肝组织病理学检查

观察l-NAT对HIRI大鼠肝组织损伤的影响。

肝脏组织固定后石蜡包埋,切片进行H&E染色,观察肝细胞形态和坏死情况。

5

检测RIP2/caspase-1/IL-1β通路分子表达

探究l-NAT对RIP2/caspase-1/IL-1β信号通路的影响。

通过免疫荧光、qRT-PCR和Western blot检测RIP2、caspase-1和IL-1β的mRNA和蛋白表达,通过ELISA检测IL-1β水平,通过酶切实验检测caspase-1活性。

6

统计分析与结果判读

比较各组差异,确定l-NAT的效应。

采用单因素方差分析(ANOVA)和LSD检验进行统计分析,p<0.05为差异有统计学意义。

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
N-乙酰-L-色氨酸----
BRL细胞系Cell Bank of Type Culture Collection of the Chinese Academy of Sciences--
CCK-8试剂盒7sea-Biotech--
抗RIP2抗体Santa Cruz--
FITC偶联二抗----
DAPI----
抗SP抗体Biossbs-0065R
抗NK1R抗体Biossbs-0064R
共聚焦显微镜OlympusFV500
RIPA裂解液Beyotime Biotechnology--
PVDF膜----
抗NF-κB抗体Biossbs-0465R
抗TLR-4抗体Biossbs-1021R
抗GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
ImageJ软件National Institutes of Health--
TRIzol试剂Life--
Prime Script RT Master MixTakara--
SYBR Green Master----
引物Sangon Biotech--
大鼠IL-1β ELISA试剂盒NeoBioscience--
酶标仪Thermo--
Caspase-1活性检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
SPSS 17.0SPSS--

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
大鼠品系、性别、体重、周龄、饲养环境、分组方法、每组样本量、缺血时间、再灌注时间、麻醉方式、手术操作细节
阅读提示:Material and methods - Animals and treatments
l-NAT给药方案
给药剂量、给药途径、给药时间点(相对于缺血开始)、溶媒(生理盐水)、对照组处理
阅读提示:Material and methods - Animals and treatments
细胞模型建立
细胞系来源、培养条件、血清浓度、细胞代数、H2O2浓度、l-NAT浓度、处理时间
阅读提示:Material and methods - Cell culture and treatment
细胞活力检测
细胞接种密度、CCK-8试剂浓度、孵育时间、检测波长、重复孔数
阅读提示:Material and methods - Cell viability assay
分子表达检测
抗体来源、稀释比例、孵育时间、内参蛋白、qRT-PCR引物序列、扩增条件、分析方法
阅读提示:Material and methods - Western blotting analysis, Quantitative real-time PCR
蛋白活性检测
caspase-1活性检测试剂盒品牌、裂解液成分、离心条件、ELISA试剂盒品牌、检测波长、重复次数
阅读提示:Material and methods - ELISA analysis, Caspase-1 activity assay
统计方法
统计软件、统计方法(one-way ANOVA、LSD检验)、重复次数、数据展示方式、显著性阈值
阅读提示:Material and methods - Statistical analysis