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基于肠道菌群和TLR4/NF-κB通路探讨加味茵蓝方干预NASH的潜在机制

顾术潇

基于肠道菌群和TLR4/NF-κB通路探讨加味茵蓝方干预NASH的潜在机制

顾术潇1
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作者信息

  • 1. 北京中医药大学
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摘要

背景 本课题使用团队自拟中药复方加味茵蓝方(SYLF),通过调节肠道菌群和Toll样受体4/核因子κB(Toll-likereceptor4/nuclearfactorkappa-B,TLR4/NF-κB)信号通路干预非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholicsteatohepatitis,NASH),并探讨其潜在药理机制,以期为中医药工作者提供理论依据和用药思路。NASH是非酒精性脂肪性肝病(是Non-alcoholicfattyliverdisease,NAFLD)病程进展中的严重阶段,全球患病率正逐年攀升。肠道菌群失调已被证实能在NASH发病机制中通过肠-肝轴加剧其进展,成为目前研究热点。TLR4/NF-κB信号通路可以通过诱导炎症反应、氧化应激、自噬和细胞调亡等在NASH的发病机制中发挥关键作用。本研究旨在探讨SYLF通过调节肠道菌群和TLR4/NF-κB通路,干预蛋氨酸-胆碱缺乏饲料(MCD)诱导小鼠NASH的药效与潜在机制,为合理运用中药成分及新药研究提供理论依据和选择思路。 方法 1通过高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)对加味茵蓝方进行准确的定性和定量,从而获得复方中的化学成分及其相互关系。基于网络药理学方法,挖掘加味茵蓝方的中的药物靶点和NASH疾病相关靶点,构建蛋白质相互作用网络(Protein-ProteinInteractionNetworks,PPI),通过基因本体论(Geneontology,GO)功能富集和基因组百科全书(Kyotoencyclopediaofgenesandgenomes,KEGG)通路富集,筛选出核心靶点和通路。 2经一周的适应性喂养后,将60只8周龄成年健康雄性C57BL/6J小鼠随机分为5组(n=12,分2笼饲养,每笼6只),第1组为空白对照组(CON),喂食维持饲料和蒸馏水灌胃;第2组为模型组(MODEL),喂食低蛋氨酸和胆碱缺乏高脂(60kcal%)鼠粮(MCD饲料),蒸馏水灌胃;第3组、第4组分别使用低剂量(SYLF-L,11.4g/kg/day)和高剂量(SYLF-H,22.8g/kg/day)加味茵蓝方:在喂食MCD饲料的同时给药;第5组为非诺贝特阳性对照组(Fenofibrate),在喂养MCD饲料的同时使用非诺贝特(40mg/kg/day)干预。实验期间观察并记录小鼠的一般情况,包括体重、进食量、毛发、活动状态等。第8周末实验结束后将小鼠麻醉后取材,收集血液、肝组织、肠组织及粪便。 3检测血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、尿素(UREA)、肌酐(CR)的水平。 4肝组织行苏木精-伊红(HE)染色、油红O(ORO)染色并进行NAFLD组织学(NAS)评分,空肠行HE染色。 516SrRNA高通量测序法分析盲肠粪便中的微生物群。 6实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR)法检测小鼠肝脏中基因Tlr4、Rela、Nfkbia、Tnf、Il-6和Il-1β的mRNA表达水平,小鼠结肠中Tlr4、Rela、Nfkbia、Ocln、Cldn1、Cldn4、Tnf、Il-6和Il-1β的mRNA表达水平。 7蛋白免疫印迹(WesternBlot)法检测小鼠回肠中TLR4、NF-κB、磷酸化细胞内核因子kappaB(phosphonuclearfactorkappaB,p-NF-κB)、核因子κB抑制因子α(InhibitorySubunitofNF-κBAlpha,IκB-α)、闭合蛋白(Occludin)、紧密连接蛋白1(Claudin1)、紧密连接蛋白4(Claudin4)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和白细胞介素-1β(IL-1β)的蛋白表达水平。 8采用GraphPadPrism8软件进行统计学分析,根据数据的正态性和方差齐性选择t检验/单因素方差分析/Kruskal-Wallistest检验。结果以mean±SD描述,P<0.05为有统计学差异。 结果 1经过数据收集,NF-κB和紧密连接信号通路是SYLF干预NASH中的关键通路。 2血清血脂水平和肝、肾功能检测结果:MODEL组血清中TG、LDL-C、ALT、AST的水平较CON组升高(P<0.001),HDL-C水平显著降低(P<0.001);各干预组TG、LDL-C、ALT、AST的水平下调(P<0.05),血清HDL-C水平上调(P<0.05)。血清UREA和CREA水平并无显著的统计学差异。 3肝脏组织病理学:HE染色结果显示,CON组肝细胞结构正常,肝索、肝窦排列整齐;MODEL组肝细胞体积明显增大,胞浆内含有大量脂滴,肝小叶结构紊乱,肝索拥挤、变形,并可见少量肝细胞气球样变和炎症聚集,NAS评分及其各项升高(P<0.001);各干预组在不同程度上恢复了肝细胞、肝索和肝小叶的正常结构,脂肪聚集、气球样变和炎症也得到了改善,NAS评分均降低(P<0.05)。 4肝脏脂质沉积:ORO染色结果显示,MODEL组出现大量红色脂滴的着色(P<0.001),各干预组均显示出明显疗效(P<0.001)。 5肠道菌群检测:与CON组比较,在门水平上,MODEL组小鼠的厚壁菌门相对丰度升高,拟杆菌门降低;厚壁菌门/拟杆菌门(Firmicutes/Bacteroidota,F/B)比值升高,罗姆布茨菌属(Romboutsia_B)、丹毒梭菌属(Erysipelatoclostridium)、Kineothrix属、消化链球菌科(Peptostreptococcaceae)相对丰度显著增加,紫单胞菌属(Muribaculum)降低。与MODEL组相比,在低或高剂量的SYLF干预后,这些菌群的丰度均在不同程度有所恢复,并且阿克曼氏菌经过干预显著上调。 6肝脏RT-qPCR:MODEL组小鼠肝脏中Tlr4、Rela、Nfkbia、Tnf、Il-6和Il-1b的mRNA表达水平显著升高(P<0.05),在低、高剂量SYLF干预后趋于正常(P<0.05)。 7空肠组织病理学:HE染色结果显示,与空白对照组相比,模型组空肠绒毛结构形态存在显著异常改变。肠绒毛萎缩甚至脱落,杯状细胞减少,隐窝萎缩;经低、高剂量SYLF干预后肠绒毛结构逐渐恢复,肠绒毛长度增加,杯状细胞增多,隐窝深度增加。 8回肠WB:MODEL组小鼠回肠中Occludin、Claudin1和Claudin4的蛋白表达水平较CON组显著降低(P<0.01),经低、高剂量SYLF处理后显著增加(P<0.05)。TLR4、NF-κBp65、p-NF-κBp65、IκB-α蛋白表达水平显著高于CON组(P<0.05),在低、高剂量SYLF干预后恢复正常水平(P<0.05)。TNF-α、IL-6和IL-1β的表达水平明显高于CON组(P<0.01),经低、高剂量SYLF治疗后显著降低(P<0.05)。 9结肠RT-qPCR:MODEL组小鼠结肠中Ocln、Cldn1、Cldn4的mRNA表达水平显著降低(P<0.001),Tlr4、Rela、Nfkbia、Tnf、Il-6和Il-1b、Tnf、Il-6和Il-1b的mRNA表达水平显著升高(P<0.01),在低、高剂量SYLF干预后趋于正常(P<0.01)。 结论 1SYLF能显著减轻NASH小鼠肝脂肪变性、小叶炎症和气球样变,能减少TG积累,降低ALT、AST,具有干预NASH的生物学活性。 2SYLF能通过增加拟杆菌门、紫单胞菌属、阿克曼氏菌丰度,降低厚壁菌门、罗姆布茨菌、罗姆布茨菌、消化链球菌,F/B比值等发挥调节NASH的作用。 3SYLF能修复受损的肠道屏障,通过抑制TLR4/NF-κB信号通路的异常激活和炎症因子起到干预NASH的作用。

关键词

非酒精性脂肪性肝炎/肠道菌群/TLR4/NF-κB通路/加味茵蓝方

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授予学位

硕士

学科专业

中西医结合药理学

导师

王伟

学位年度

2024

学位授予单位

北京中医药大学

语种

中文

中图分类号

R5
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