咖啡酸对脂多糖诱导急性肺损伤的保护作用及机制研究

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急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)是一种失控性炎症反应,同时引起氧化应激和细胞死亡,其病因及发病机制错综复杂、病死率高,严重时可能会导致呼吸窘迫综合症和多器官衰竭综合症。咖啡酸(Caffeic acid)是一种天然的酚酸化合物,广泛分布在金银花、黄花、杜仲等多种中药植物中,能够降低血糖、减低血管通透性、增强凝血功能、升高白细胞及血小板数量,临床上常用于各种内科和外科出血疾病的预防和治疗。此外,咖啡酸还具有消炎抗菌、抗氧化、抗凋亡等多种药理活性,而咖啡酸对ALI的调节作用还少见报道。因此本研究建立了脂多糖诱导的小鼠ALI模型,检测咖啡酸对ALI的保护作用并初步探索可能的调控机制。建立小鼠ALI模型,在气管内滴注LPS(2mg/kg)1 h后腹腔注射咖啡酸(15/30/60mg/kg)或地塞米松(5 mg/kg)。LPS滴注24h后,检测肺组织病理学变化、肺湿/干比、支气管肺泡灌洗液(BALF)中总细胞数、中性粒细胞数、巨噬细胞数、ROS水平,肺组织中髓过氧化物酶(MPO)活性、氧化应激指标(MDA、CAT、SOD、GSH-Px)、Nrf2蛋白免疫组化以及TUNEL细胞凋亡。利用RT-q PCR方法检测肺组织中促炎因子(TNF-α、IL-6和IL-1β)以及Nrf2和线粒体介导的凋亡通路相关基因的m RNA表达。利用Western Blot方法NF-κB、MAPKs、NLRP3炎症小体、Nrf2和线粒体介导的凋亡通路相关蛋白的表达。结果表明:咖啡酸的治疗减轻了肺组织病理学损伤,降低了肺湿/干比,肺组织MPO活性,BALF中总细胞数、中性粒细胞数、巨噬细胞数,降低了TNF-α、IL-6、IL-1β的m RNA表达并抑制了LPS诱导的NF-κB通路相关蛋白IκBα、p65、p50和MAPKs通路相关蛋白p38、ERK、JNK的磷酸化,抑制了NLRP3炎症小体的活化并降低了ASC、Pro-/cleased-caspase 1、Pro-/mature-IL-1β蛋白的表达,减轻了炎症损伤;咖啡酸的治疗降低了BALF中ROS水平以及肺组织中MDA水平,增加了CAT、SOD、GSH-Px的活性,促进了Nrf2的核易位,激活了Nrf2通路并升高了下游HO-1、NQO1、GCLC、GCLM基因的表达,减轻了氧化损伤;咖啡酸的治疗减少了肺内凋亡样细胞数量,增加了Bcl-2的表达,降低了Bax、caspase3、caspase 9、Cytochrome C和p53的表达,抑制了线粒体介导的细胞凋亡。综上所述,LPS引起小鼠急性肺损伤,诱导了炎症反应、氧化应激及细胞凋亡的发生。然而,咖啡酸通过抑制NF-κB、MAPKs、NLRP3炎症小体通路的激活减轻炎症反应,降低ROS水平并激活Nrf2抗氧化途径改善氧化损伤,调控线粒体介导的凋亡途径抑制细胞凋亡,进而对LPS诱导的ALI起到保护作用。本研究证实了咖啡酸对ALI小鼠的保护作用,为进一步了解咖啡酸的药理活性及阐明咖啡酸对急性肺损伤可能的保护机制提供了理论依据。
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