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研究团队与发表信息
本研究由Andi Peng、Jiahui 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
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。
细胞焦亡与炎症检测:
- TUNEL染色和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。
分子机制分析:
- Western blot和qRT-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。
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
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)。
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)。
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。
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
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。
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
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。
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。
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)