石榴皮多酚改善高脂饮食所致结肠炎性损伤机制研究

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近年来高脂饮食作为一种日趋流行的饮食方式,其影响肠屏障功能,改变肠道通透性,使得内毒素进入到血液循环中,从而增加肠道炎症发生的风险,还易引起肥胖以及相关代谢性疾病,严重威胁着人们的健康,而采用药物对炎症进行治疗往往会伴随许多副作用的产生,造成机体损伤,因此寻找一种天然方式减轻炎症损伤具有十分重要的意义。石榴作为人们所熟悉的植物,在我国有着悠久的发展历史,并且种植广泛,产量丰富,不仅可以食用,还具有很高的药用价值,石榴皮多酚作为石榴果皮中含量极为丰富的化合物,其抗炎特性在近几年受到广泛的关注,但尚未研究石榴皮多酚通过作用于肠组织达到缓解高脂饮食所引起的代谢性炎症的作用。因此,本研究首先进行体内实验,建立了高脂饮食所诱导的肥胖大鼠模型,以本实验室提取的石榴皮多酚为受试物进行干预,通过对SD大鼠血清中炎症因子IL-6、TNF-α、IL-1β、Endotoxin水平测定,大鼠结肠组织学分析以及结肠组织中炎性相关分子p-p65/p65、p-JNK/JNK、Bax表达的检测,探究了石榴皮多酚对高脂饮食所致结肠炎性损伤的改善作用。接着为了进一步验证石榴皮多酚的效果并分析其中起关键作用的组分,本研究进行了体外细胞实验,建立了 LPS诱导的Caco-2细胞炎症模型,用不同浓度的石榴皮多酚、安石榴苷、尿石素A对细胞进行预保护,通过细胞活性检测,细胞紧密连接蛋白ZO-1、Claudin-1水平测定,细胞所分泌炎症因子IL-6及细胞中炎症介质NO、PGE2和炎性相关分子p65、Bax、pJNK/JNK的检测,以及对细胞内ROS的产生进行了测定,探究了石榴皮多酚改善LPS所致的Caco-2细胞炎症反应和细胞通透性的分子机制。研究结果如下:(1)石榴皮多酚对高脂饮食所致血清中炎症因子表达的增加有一定逆转作用。与对照组相比,用高脂饮食所喂养的大鼠血清中IL-6和TNF-α水平显著升高,高剂量的石榴皮多酚(300 mg/kg)可逆转IL-6的表达,低剂量的石榴皮多酚(150 mg/kg)和高剂量的石榴皮多酚均可逆转TNF-α的表达。高脂饮食所喂养的大鼠血清中内毒素浓度几乎是正常饮食喂养大鼠的两倍,低剂量的石榴皮多酚对其表达有显著的抑制作用。低剂量石榴皮多酚的处理还降低了高脂饮食所致的IL-1β水平的升高。此外,石榴皮多酚可改善高脂饮食所致的结肠组织慢性炎症。与高脂组相比,石榴皮多酚的施用有效减弱了结肠组织中IL-6、TNF-α、IL-1β的mRNA表达水平。相比于对照组,高脂组中p-p65/p65、p-JNK/JNK及Bax水平显著增加,并被石榴皮多酚的处理所抑制。(2)石榴皮多酚对高脂饮食所致大鼠结肠组织损伤有一定的修复作用。H&E染色结果显示,对照组大鼠的结肠组织显示出正常的组织结构,而高脂组大鼠的结肠表现出明显的炎性细胞浸润,肠内腺体排列紊乱,肌层变薄且出现组织水肿。经过低剂量和高剂量石榴皮多酚处理后,显示出较少的炎性细胞浸润,组织中腺体排列较为规则,结肠肌层显示出正常厚度,组织学损伤得到了一定程度的改善。(3)石榴皮多酚及其代谢活性物质能够改善LPS所致的Caco-2细胞通透性增强。与对照相比,LPS显著降低了 ZO-1的蛋白表达量,通过石榴皮多酚、安石榴苷和尿石素A的处理后,成功提高了 ZO-1的蛋白表达水平,但各组之间Claudin-1的蛋白表达量未显示出显著差异。(4)石榴皮多酚能够逆转LPS所致的Caco-2细胞炎症反应,且尿石素A的作用最为显著。石榴皮多酚提取物、安石榴苷、尿石素A均降低了 LPS所致的IL-6、NO、PGE2表达升高,还抑制了细胞内ROS的产生。此外,100μg/mL石榴皮多酚提取物和尿石素A处理降低了 LPS所致的NF-κB蛋白p65表达增强。尿石素A处理还降低了 LPS所致的Bax蛋白表达水平升高。并且与LPS组相比,100 μM安石榴苷和尿石素A处理显著降低了 pJNK/JNK蛋白表达水平。综上所述,石榴皮多酚能够一定程度上改善高脂饮食所造成的结肠炎性损伤,减轻LPS所致的Caco-2细胞炎症反应和细胞通透性增强,其代谢产物尿石素A可能是石榴皮多酚发挥肠道生理效应的关键成分。这对开发石榴相关产品,以及将来对石榴提取物生理功效的研究奠定了一定的基础。
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