不同形式的脂联素减轻香烟烟雾提取物对人支气管上皮细胞的凋亡和损伤作用

Different forms of adiponectin reduce the apoptotic and damaging effect of cigarette smoke extract on human bronchial epithelial cells.

作者信息Meng-Yu Cheng, Hu Liu, Tie-Mei Zhang, Jian-Ying Xu
PMID28105143
发布时间2016-12
DOI10.3892/etm.2016.3872

实验完整度

研究包含体外细胞实验(16HBECs)和功能验证(MTT、ELISA、ROS、凋亡),但缺乏体内模型或患者样本等第二层级验证。

主要模型

人支气管上皮细胞(16HBECs)

重点核对

CSE浓度(2.5%-10%)及IC50约5% HMW和gAd的处理浓度(5、10、20 μg/ml)及预处理时间(2小时) 检测炎症因子TNF-α和IL-8(ELISA) 氧化应激指标4-HNE和ROS(ELISA和流式细胞术) 凋亡检测(Annexin V-FITC/PI双染流式细胞术)

摘要

慢性阻塞性肺疾病是一种常见的呼吸系统疾病,脂联素在其中可能发挥重要作用。本研究探讨了脂联素在香烟烟雾提取物对人支气管上皮细胞(16HBECs)的凋亡和损伤作用中的角色。MTT实验表明,CSE显著抑制16HBECs的增殖(F=1808.88,P<0.01)。用不同浓度的高分子量脂联素和球状域脂联素处理16HBECs,观察到HMW和gAd剂量依赖性地抑制肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-8的表达,以及4-羟基壬烯醛和活性氧的生成,从而阻断CSE对这些因子的上调作用。然而,gAd对TNF-α和IL-8表达的抑制作用强于HMW,但HMW对ROS产生的抑制作用优于gAd。进一步的凋亡检测表明,CSE和HMW促进16HBECs的凋亡。然而,HMW的这种效应随浓度增加而减弱。相反,gAd对凋亡有抑制作用,并剂量依赖性地抑制CSE诱导的凋亡发生。因此,本研究证明不同形式的脂联素可能具有不同的作用机制,提示进一步探索其作用可能为COPD的治疗开辟新途径。

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
不同形式的脂联素(HMW和gAd)对CSE诱导的人支气管上皮细胞凋亡和损伤有何影响及机制?
核心机制
HMW和gAd通过抑制TNF-α、IL-8、4-HNE和ROS的产生,减轻CSE诱导的损伤;gAd还抑制CSE诱导的凋亡,而HMW则促进凋亡但随浓度增加作用减弱,表明不同形式脂联素可能通过不同机制发挥作用。
主要证据
体外培养16HBECs,CSE处理模拟COPD,MTT检测增殖,ELISA检测TNF-α、IL-8和4-HNE,流式检测ROS和凋亡,证实HMW和gAd均能逆转CSE上调的炎症和氧化应激指标,且gAd具有抗凋亡作用。
研究意义
脂联素可能成为COPD治疗的新靶点,但需要进一步在肺实质细胞和动物模型中深入研究。

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

CSE对16HBECs的抑制作用

确定CSE对16HBECs增殖的抑制作用及IC50,以建立体外COPD细胞损伤模型。

采用不同浓度(0-10%)CSE处理16HBECs 24小时,MTT法检测细胞抑制率。

2

脂联素对CSE诱导的TNF-α和IL-8上调的逆转作用

验证HMW和gAd能否抑制CSE诱导的炎症因子表达。

16HBECs分为CSE组、对照组、HMW(5/10/20 μg/ml)组和gAd(5/10/20 μg/ml)组,预处理2小时后加5% CSE培养24小时,ELISA检测上清TNF-α和IL-8。

3

脂联素对CSE诱导的氧化应激的抑制

检测HMW和gAd对CSE诱导的4-HNE和ROS产生的抑制作用。

同上述分组处理,ELISA检测4-HNE,DCFH-DA探针和流式细胞仪检测ROS。

4

CSE和脂联素对16HBECs凋亡的影响

评估CSE和不同浓度HMW/gAd对细胞凋亡的影响。

按上述分组处理,Annexin V-FITC和PI双染,流式细胞术检测凋亡率。

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
最低必需培养基Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
胎牛血清Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
大前门香烟Taiyuan Tobacco Company--
0.22 µm滤膜Merck Millipore--
MTT试剂Amresco, Inc.--
二甲基亚砜----
自动酶标仪(Bio-Rad 680)Bio-Rad Laboratories, Inc.--
人TNF-α ELISA试剂盒NeobioscienceEHC103a
人IL-8 ELISA试剂盒NeobioscienceEHC008
人4-HNE ELISA试剂盒BlueGene Biotech Co., Ltd.E01H0203
DCFH-DA探针NKKCBio--
流式细胞仪(Cytomics FC)Beckman Coulter, Inc.--
Annexin V-FITCKenGen Biotech Co., Ltd.--
碘化丙啶----
无EDTA胰酶Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.--

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
细胞培养与CSE制备
细胞系来源、培养基和血清类型;CSE制备细节:香烟品牌、抽吸时长、pH调节、过滤孔径
阅读提示:见Materials and methods中Cell culture和CSE preparation部分
CSE IC50测定
CSE浓度范围、处理时间、MTT检测波长、细胞接种密度
阅读提示:见Materials and methods中MTT assay和Results中Inhibitory effect of CSE on 16HBECs
炎症因子和氧化应激检测
细胞分组、HMW和gAd浓度、预处理时间、CSE浓度、培养时间、ELISA试剂盒货号、ROS探针浓度和孵育时间、流式细胞仪型号
阅读提示:见Materials and methods中Detection of TNF-α, IL-8 and 4-HNE with ELISA和Reactive oxygen species determination
凋亡检测
胰酶类型、染色液成分、孵育时间和温度、流式细胞仪型号
阅读提示:见Materials and methods中Apoptosis
统计分析
统计软件、方差分析和事后检验方法、显著性水平
阅读提示:见Materials and methods中Statistical analysis