栀子苷通过NF-κB信号通路的抗炎作用保护脑缺血性损伤

Geniposide protected against cerebral ischemic injury through the anti-inflammatory effect via the NF-κB signaling pathway.

作者信息Qian Sun, Xiangjian Zhang, Jingyi Fan, Lan Zhang, Hui Ji, Jing Xue, Cong Zhang, Rong Chen, Jing Zhao, Junmin Chen, Xiaoxia Liu, Degang Song
PMID37333874
发布时间2023-06-09
DOI10.1515/tnsci-2022-0273

实验完整度

包含体内MCAO小鼠模型、体外BV2细胞实验,以及生物信息学靶点预测和GO分析,并进行功能验证和机制验证。

主要模型

C57BL/6小鼠永久性MCAO模型 BV2小胶质细胞系

重点核对

C57BL/6小鼠(8-10周龄,雄性) 栀子苷给药剂量:25、75、150 mg/kg,腹腔注射,每日两次,持续3天 MCAO手术:永久性大脑中动脉闭塞,rCBF <25%基线 BV2细胞处理:LPS 200 ng/mL,栀子苷100 μM 检测时间点:MCAO后24小时

摘要

背景:越来越多的证据表明,栀子苷在缺血性卒中中表现出神经保护作用。然而,栀子苷的潜在靶点仍不清楚。目的:我们探索栀子苷在缺血性卒中中的潜在靶点。材料与方法:成年雄性C57BL/6小鼠接受大脑中动脉闭塞(MCAO)模型。小鼠随机分为五组:假手术组、MCAO组和栀子苷治疗组(MCAO前腹腔注射,每日两次,持续3天),剂量分别为25、75或150 mg/kg。我们首先检测了栀子苷的神经保护作用。然后,我们通过生物信息学分析进一步探索,并在体内和体外验证了潜在机制。结果:在本研究中,栀子苷在高达150 mg/kg的浓度下无毒性。与MCAO组相比,150 mg/kg栀子苷组在MCAO后24小时显著(P < 0.05)改善了神经功能缺损、脑水肿(79.00 ± 0.57% vs 82.28 ± 0.53%)和梗死体积(45.10 ± 0.24% vs 54.73 ± 2.87%)。生物信息学分析表明,保护作用与炎症反应密切相关。栀子苷抑制了脑匀浆中白细胞介素-6(IL-6)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的表达,通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测。栀子苷在MCAO模型和脂多糖处理的BV2细胞(100 μM)中上调A20,下调TNF受体相关因子6和核因子κB磷酸化。结论:栀子苷通过减轻炎症反应表现出神经保护作用,如生物信息学分析、体内和体外实验所示,这可能为栀子苷在缺血性卒中治疗中的应用提供潜在方向。

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
栀子苷在缺血性卒中中的潜在靶点及其神经保护机制是否通过抗炎作用实现?
核心机制
栀子苷通过上调A20表达,抑制TRAF6表达和NF-κB磷酸化,从而减轻炎症反应,发挥神经保护作用。
主要证据
在永久性MCAO小鼠模型中,150 mg/kg栀子苷显著改善神经功能缺损、脑水肿和梗死体积;在BV2细胞中,栀子苷抑制LPS诱导的A20下调、TRAF6上调及NF-κB磷酸化。
研究意义
栀子苷可能通过A20/NF-κB通路减轻脑缺血后的炎症反应,为缺血性卒中治疗提供潜在应用方向。

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

体内药效评估

评估栀子苷对永久性MCAO小鼠的神经保护作用。

将小鼠随机分为Sham、MCAO、GD25、GD75、GD150组,MCAO前3天腹腔注射栀子苷或生理盐水,MCAO后24小时评估神经功能缺损评分、脑水肿和梗死体积。

2

靶点预测与通路富集

预测栀子苷的潜在靶点并分析其生物功能。

使用SwissTargetPrediction预测100个靶点,通过STRING构建PPI网络,利用DAVID进行GO富集分析。

3

炎症因子表达检测

验证栀子苷对脑缺血后炎症因子表达的抑制作用。

在MCAO后24小时,通过ELISA检测缺血侧脑组织匀浆中TNF-α、IL-6、IL-1β和iNOS的表达水平。

4

机制蛋白表达检测(体内)

检测栀子苷对A20、TRAF6和NF-κB磷酸化的影响。

通过Western blot检测MCAO小鼠脑半暗带中A20、TRAF6、p-NF-κB和NF-κB的表达水平。

5

体外细胞活力与机制验证

评估栀子苷对BV2细胞活力的影响及其抗炎机制。

CCK-8检测不同浓度栀子苷对BV2细胞活力的影响;LPS激活后,检测栀子苷对A20、TRAF6和NF-κB磷酸化的影响。

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
栀子苷Chengdu Derick Biotechnology Co. Ltd. / Zelang Biotechnology Co--
脂多糖Sigma Chemical Co.--
磷酸化p65抗体Cell Signaling Technology3033
p65抗体Cell Signaling Technology6956
A20抗体Cell Signaling Technology5630
GAPDH抗体Cell Signaling Technology2118
TRAF6抗体Thermo Fisher Scientific38-0900
TNF-α ELISA试剂盒BioLegend430907
IL-6 ELISA试剂盒BioLegend431307
IL-1β ELISA试剂盒BioLegend432601
iNOS ELISA试剂盒BioLegend--
线栓Guangzhou Jialing Biotech Co Ltd--
激光多普勒血流仪Moor Instruments Ltd.--
2,3,5-三苯基氯化四氮唑Sigma-Aldrich--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒----
RIPA裂解液----
PVDF膜----
Odyssey红外扫描仪LICOR Bioscience--

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
动物与分组
C57BL/6小鼠品系、性别(雄性)、年龄(8-10周)、体重(25-30g)、随机分组方法、给药剂量(25/75/150 mg/kg)、给药途径(腹腔注射)、给药频率(每日两次)、给药时长(3天)
阅读提示:详见 Materials and methods 2.1 和 2.3
MCAO模型
麻醉剂(1%戊巴比妥100 mg/kg)、手术方式(永久性线栓法)、rCBF监测标准(<25%基线)、体温维持(37.5±0.5°C)
阅读提示:详见 Materials and methods 2.4
神经功能与脑损伤评估
评估时间点(MCAO后24h)、每组样本量(神经功能n=10,脑水肿n=6,梗死体积n=5)、评分系统(0-5分)、TTC染色条件(2%浓度,37°C 10分钟)、脑水肿计算公式
阅读提示:详见 Materials and methods 2.5-2.7
炎症因子检测
ELISA试剂盒品牌、检测指标(TNF-α、IL-6、IL-1β、iNOS)、样本(缺血半暗带匀浆)、离心条件(1000×g 15分钟)、孵育时间与温度
阅读提示:详见 Materials and methods 2.8
Western blot
蛋白提取(RIPA)、定量(BCA法)、上样量(50μg)、SDS-PAGE浓度(10%)、抗体(A20、TRAF6、p-p65、p65、GAPDH)及稀释度、孵育条件(4°C过夜)、内参(GAPDH)
阅读提示:详见 Materials and methods 2.9
体外细胞实验
BV2细胞系、培养条件(DMEM+10%FBS+1%P/S)、处理浓度(LPS 200 ng/mL,栀子苷100 μM)、处理时间(24h)、CCK-8检测波长(450/620nm)
阅读提示:详见 Materials and methods 2.10-2.11