甲基正壬酮对脂多糖诱导奶牛乳腺上皮细胞炎症反应和氧化应激的影响及机制研究

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乳腺炎是一种奶牛中常见的传染性疾病,其影响范围广且容易复发。病原微生物感染乳腺,释放脂多糖(LPS)等大分子物质刺激免疫反应,引发乳腺炎。乳腺炎的发生不仅损害奶牛的健康,导致奶牛淘汰增加、生产寿命减少、治疗费用增加,还会引起产奶量减少,乳品质下降,造成经济损失。因此,奶牛乳腺炎的预防和治疗至关重要。鱼腥草(H.cordata)是一种传统的中草药,被广泛应用于临床治疗。已有研究表明,鱼腥草具有抗菌、抗氧化、抗炎等多种生物活性。但鱼腥草成分复杂,导致其质量和剂量控制困难导致应用受到限制。甲基正壬酮(MNK)作为鱼腥草水蒸气提取物中的主要挥发油成分,其性质稳定,且也有研究证明其具有抗炎和抗氧化作用。因此本研究诣在探究鱼腥草甲基正壬酮对LPS诱导的奶牛乳腺上皮细胞炎症反应和氧化应激的影响及机制。本研究选用脂多糖处理奶牛乳腺上皮细胞系(MAC-T)来模拟奶牛乳腺炎的炎症模型,并外源性添加甲基正壬酮,探究甲基正壬酮对LPS引起的细胞炎性和氧化损伤的保护作用。结果显示,用50、100、200μg/ml的LPS处理MAC-T细胞显著地降低了细胞活力,而1、10、15μg/ml的MNK显著增强了细胞的活力。通过CCK8法筛选了100μg/ml LPS处理MAC-T细胞建立炎症模型,10μg/ml MNK培养24 h作为发挥保护作用的最适处理条件。添加10μg/ml的MNK预处理4 h可以显著逆转LPS诱导的MAC-T细胞活力的下降。同时,添加MNK还可以显著抑制LPS诱导的炎性细胞因子,如IL-1β、IL-6、IL-8、TGFβ、TNF-αmRNA表达量的上升。通过Western blotting检测炎症相关蛋白的表达水平,结果显示MNK抑制了LPS引起的IL-6、TNFα、TNFR1和TGFβ蛋白水平的上调。为了进一步探究MNK发挥抗炎作用的机制,本研究观察了MNK对LPS诱导的TLR4、MYD88、NF-κB信号通路的影响。MNK抑制了TLR4、MYD88的蛋白表达和p65的磷酸化,降低了NF-κB的mRNA水平。结果表明MNK通过抑制LPS诱导的TLR4-NF-κB信号通路的激活和炎症因子的下游信号传导,来减少促炎细胞因子的产生及其作用。此外,检测细胞活性氧(ROS)水平,发现MNK预处理可以有效降低LPS诱导的ROS产生。进一步探究MNK缓解氧化应激的机制,发现MNK激活了AKT和ERK通路,并增加Nrf2蛋白表达,进而促进抗氧化酶(HO-1)表达,减缓了LPS诱导的氧化损伤。同时,MNK还可能通过Nrf2途径使细胞内ROS水平降低来抑制NF-κB通路的激活,进而发挥抗炎作用。综上所述,本研究发现,MNK预处理通过抑制TLR4-NF-κB通路,激活Nrf2通路抑制ROS产生,从而保护MAC-T细胞免受LPS诱导的炎症反应和氧化损伤的影响。这说明MNK能够有效抵御LPS对奶牛乳腺上皮造成的细胞损伤,可能为奶牛乳腺炎治疗有效候选药物的筛选提供理论支持。
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