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白藜芦醇通过抑制MTROS/TXNIP/NLRP3通路减少顺铂诱导的耳蜗毛细胞焦亡

期刊:Combinatorial Chemistry & High Throughput ScreeningDOI:10.2174/0113862073354456241219065512

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:


研究团队与发表信息

本研究由Andi PengJiahui Peng(共同第一作者)及合作者(Ruosha Lai、Wei Liu等)完成,通讯作者为Lihua Li。研究团队来自中国多所医疗机构:南昌大学江西医学院第二附属医院(Department of Otolaryngology Head and Neck Surgery)、中南大学湘雅二医院(Department of Otolaryngology)及深圳大学第一附属医院(Department of Otolaryngology)。研究发表于期刊Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening,2025年第28卷第15期,DOI: 10.2174/0113862073354456241219065512。


学术背景

研究领域:本研究聚焦于顺铂(cisplatin)耳毒性的分子机制及白藜芦醇(resveratrol)的保护作用,属于听觉病理学与药物保护机制交叉领域。

研究动机:顺铂是临床广泛使用的抗癌药物,但其耳毒性(ototoxicity)可导致不可逆的听力损伤,严重影响患者生活质量。既往研究表明,顺铂通过诱导耳蜗毛细胞(cochlear hair cells)的焦亡(pyroptosis)、线粒体活性氧(mtROS)积累等途径引发损伤。白藜芦醇作为一种天然多酚,具有抗氧化和抗炎特性,但其通过mtROS/TXNIP/NLRP3通路抑制焦亡的具体机制尚不明确。

研究目标
1. 验证顺铂是否通过激活NLRP3/caspase-1/GSDMD通路诱导耳蜗毛细胞焦亡;
2. 探究硫氧还蛋白互作蛋白(TXNIP)在该通路中的调控作用;
3. 阐明白藜芦醇通过抑制mtROS/TXNIP/NLRP3通路减轻耳毒性的机制。


研究方法与流程

研究采用小鼠耳蜗毛细胞系HEI-OC1构建顺铂耳毒性模型,分为六组:对照组、顺铂组、顺铂+si-NC(阴性对照)、顺铂+si-TXNIP(TXNIP敲低)、顺铂+mitoQ(线粒体ROS清除剂)、顺铂+白藜芦醇组。

关键实验流程

  1. 细胞培养与处理

    • HEI-OC1细胞用含10%胎牛血清的DMEM培养基培养,顺铂(30 μM)处理24小时诱导损伤。
    • 通过siRNA转染敲低TXNIP,或用mitoQ(100 nM)、白藜芦醇(50 nM)干预。
  2. 细胞焦亡与炎症检测

    • TUNEL染色Ki67免疫荧光评估细胞凋亡与增殖;
    • 流式细胞术(FAM-YVAD-FMK染色)定量焦亡细胞比例;
    • ELISA检测炎症因子(IL-1β、IL-18、IL-6、TNF-α)水平。
  3. 分子机制分析

    • Western blotqRT-PCR检测NLRP3、caspase-1、GSDMD、TXNIP等蛋白及mRNA表达;
    • 免疫共沉淀(Co-IP)验证TXNIP与硫氧还蛋白(TRX)、NLRP3的相互作用;
    • 线粒体功能检测
      • DCFH-DA染色和流式术检测ROS;
      • TMRE染色测线粒体膜电位(MMP);
      • Calcein-AM试剂盒评估线粒体通透性转换孔(mPTP)开放状态。
  4. 数据统计

    • 使用GraphPad Prism 9.0进行单因素方差分析(ANOVA)或t检验,数据以均值±标准差表示,*p < 0.05为显著性阈值。

主要结果

  1. 顺铂激活NLRP3/caspase-1/GSDMD通路

    • 顺铂显著上调NLRP3、cleaved caspase-1、GSDMD-N表达,增加焦亡细胞比例(流式结果:顺铂组 vs 对照组,*p < 0.05);
    • 炎症因子(IL-1β、IL-6等)水平显著升高(ELISA数据支持)。
  2. TXNIP的关键作用

    • 顺铂上调TXNIP表达,促进TXNIP与NLRP3结合(Co-IP验证),同时减弱TXNIP与TRX的相互作用;
    • siRNA敲低TXNIP后,焦亡相关蛋白表达下降,炎症因子水平降低(WB与ELISA数据)。
  3. mtROS的调控机制

    • 顺铂导致mtROS积累、MMP降低及mPTP开放(TMRE与Calcein-AM实验结果);
    • mitoQ(线粒体ROS清除剂)可逆转上述效应,并抑制TXNIP/NLRP3通路激活。
  4. 白藜芦醇的保护效应

    • 白藜芦醇作用类似mitoQ和TXNIP敲低,显著减少ROS生成、恢复MMP,并抑制焦亡通路(WB显示NLRP3、caspase-1表达下调)。

结论与价值

  1. 科学意义

    • 首次阐明顺铂通过mtROS/TXNIP/NLRP3通路诱导耳蜗毛细胞焦亡的分子机制;
    • 证实白藜芦醇通过靶向该通路发挥耳保护作用,为临床联合用药提供理论依据。
  2. 应用价值

    • 为顺铂耳毒性的干预提供新靶点(如TXNIP抑制剂或ROS清除剂);
    • 支持白藜芦醇作为辅助治疗的潜力,可能改善癌症患者的生活质量。

研究亮点

  1. 创新性发现

    • 揭示TXNIP在顺铂耳毒性中的桥梁作用,连接mtROS与NLRP3炎症小体激活;
    • 明确白藜芦醇通过多靶点(ROS、TXNIP、NLRP3)协同发挥保护效应。
  2. 方法学贡献

    • 综合运用Co-IP、多重免疫荧光等高通量技术,系统解析蛋白互作网络;
    • 结合线粒体功能检测(MMP、mPTP)与焦亡标志物分析,提供多维证据链。
  3. 局限性

    • 研究仅基于HEI-OC1细胞系,未来需在动物模型中验证;
    • 未探讨其他细胞死亡途径(如铁死亡)的潜在交叉作用。

其他有价值内容

  • 研究获得中国国家自然科学基金(8226040135)和江西省中医药科技计划(SZYB20224690)支持;
  • 作者声明无利益冲突,数据公开透明。

(报告完)

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