基于Notch信号通路探究番茄红素缓解慢性应激所致的大鼠脾脏损伤的作用及机制

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慢性应激(Chronic stress)广泛存在于畜牧生产和社会生活中,不仅影响动物健康状态,对畜牧业造成巨大损失,同时也是威胁人类健康情况并升高各类疾病易感性的重要诱因。作为成年动物体内发挥主要作用的外周免疫器官,脾脏能够调控机体,使其合理发挥细胞免疫和体液免疫功能。慢性应激可造成包括脾脏在内的免疫系统的严重损伤,使得脾脏的形态功能受到影响,脾脏细胞的凋亡增加,并使机体处于免疫抑制状态下。番茄红素(Lycopene,LYC)作为一种长期使用无毒副作用,并且有很强的抗凋亡和免疫增强作用的纯天然化合物,故推测LYC能够缓解慢性应激诱导的脾脏损伤。因此,本研究建立大鼠慢性应激模型,并给予LYC进行干预,观察LYC对慢性应激所致大鼠脾脏损伤的保护作用,并使用Notch通路的抑制剂DAPT进行干预,探究LYC对慢性应激大鼠脾脏损伤的相关作用机制。推动LYC作为抗应激药物在临床中应用,以及为筛选抗应激作用新靶点奠定理论基础。选取63只雄性Wistar大鼠,随机分为7组(n=9)进行试验,分成空白对照组(C组)、抑制剂对照组(C+DAPT组)、慢性应激组(CS组)、LYC干预组(CS+LYC)、抑制剂组(CS+DAPT组)、LYC溶剂组(CS+V组)和抑制剂溶剂组(CS+DMSO组)。慢性应激程序为每日禁食禁水束缚应激6 h,连续21 d。LYC干预组于进行慢性应激模型前2 h灌胃LYC(10 mg/kg),抑制剂组于早于慢性应激模型建立前2 h经腹腔注射DAPT(5 mg/kg)。慢性应激模型建立结束后对C组和CS组大鼠进行旷场试验并检测血清皮质酮(Corticosterone,CORT)含量,以验证是否成功建立大鼠模型。通过观察大鼠脾脏HE染色切片,死亡受体途径诱导凋亡的关键蛋白相对表达量及TUNEL染色结果检测大鼠脾脏细胞凋亡情况;通过检测Notch通路相关蛋白的相对表达量,探究LYC通过抑制Notch通路缓解慢性应激大鼠脾脏损伤具体机制;通过检测血清和脾脏中IL-4和IFN-γ的相对含量,探究LYC是否通过抑制Notch通路缓解慢性应激所致免疫抑制。旷场试验结果表明,CS组总路程、跨格次数、中央停留时间和站立次数显著少于C组(p<0.01),血清CORT的含量显著增加(p<0.01),证明了大鼠慢性应激模型的成功建立。组织病理学结果表明CS组大鼠脾脏边缘区完整性遭到破坏,白髓面积减小。而LYC或DAPT预处理可以缓解慢性应激造成的大鼠脾脏组织病理学损伤。cleaved caspase-3和pro caspase-8蛋白表达量和TUNEL染色后凋亡阳性细胞数统计结果都证明了CS组大鼠脾脏凋亡的显著增加(p<0.01),而CS+LYC组和CS+DAPT组大鼠与之相比脾脏凋亡显著减少(p<0.01)。CS组血清和脾脏中的IFN-γ相对含量显著减少(p<0.05),说明T细胞向Th1分化减少;IL-4相对含量显著增加(p<0.01),表明T细胞向Th2分化增加;而经过LYC或DAPT干预后显著缓解这种变化。CS组与C组相比,脾脏中NICD1、DLL1、DLL4、Jagged2和Hes1的相对含量显著增加(p<0.01),而经LYC或DAPT干预后大鼠脾脏中上述蛋白的相对含量显著减少(p<0.01);DLL3、Jagged1和Hes5的相对含量在各组间没有显著变化(p>0.05)。综上所述,LYC(10 mg/kg)能够缓解慢性应激性大鼠脾脏细胞凋亡和免疫抑制,对慢性应激诱导的大鼠脾脏损伤起到保护作用;LYC(10 mg/kg)可通过抑制Notch信号通路中的NICD1、DLL1、DLL4、Jagged2和Hes1,缓解慢性应激所致大鼠脾脏免疫抑制和死亡受体通路介导的凋亡。
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