白藜芦醇通过SIRT1/NRF2抑制内质网应激延缓假鳃鳉卵巢的衰老

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衰老是生物体随年龄增长,各组织、器官、系统的结构和功能逐渐衰退的复杂过程,衰老细胞分泌衰老相关分泌表型(senescence associated secretory phenotype,SASP),包括炎症细胞因子、生长因子和趋化因子等,SASP相关因子表达升高会增加细胞合成转运蛋白质的压力,导致未折叠蛋白积累增多,进而诱发内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)来帮助降解细胞中的错误折叠蛋白。当ERS过度时,可能影响细胞存活、增殖和分化,甚至驱动衰老进程。卵巢作为重要的生殖器官,其衰老会引起内分泌失调,影响雌性的生殖能力并诱发相关疾病,ERS或在细胞衰老和个体衰老中起推动作用。本论文所用的贡氏假鳃鳉(Nothobranchius guentheri)平均寿命为12个月,在自然老化过程中,行为学、组织学和生化水平均发生相应的变化,这种一年生的硬骨鱼类表现出生命周期短、繁殖速度快、实验室易饲养的特点,是抗衰老研究的优良模型。白藜芦醇是从虎杖、葡萄等植物的次生代谢物中提取出来的一种天然产物,能够通过调节多种分子机制产生抗衰老、抗炎、抗肿瘤等作用。白藜芦醇是SIRT1的激活剂,SIRT1能够通过去乙酰化激活核转录因子NRF2,进而抑制NF-κB的表达,调控生物体中的炎症反应。待贡氏假鳃鳉生长至4月龄时,将130尾雌鱼随机分为两组:对照组和白藜芦醇处理组。对照组饲喂不添加白藜芦醇的食物,处理组饲喂添加白藜芦醇(200μg/g)的食物,待其生长至6、9和12月龄时冰上处死取其卵巢检测卵巢老化过程中衰老相关指标的变化及白藜芦醇的影响;然后选择6、9月龄假鳃鳉检测白藜芦醇对卵巢衰老相关机制蛋白的影响。结果如下:1.在6、9和12月龄贡氏假鳃鳉卵巢中SA-β-gal活性和脂褐素积累随衰老增多,白藜芦醇处理之后两者的表达量显著降低。2.通过HE染色和免疫组化的实验方法分析6、9和12月龄卵巢中处于不同发育阶段的卵泡数目及卵巢细胞增殖能力的变化,发现随年龄增长,初级生长期、皮质小泡期和卵黄发生期的卵泡数量减少,卵原细胞期和闭锁卵泡期的卵泡数量显著增加,PCNA阳性染色强度显著降低;白藜芦醇处理后显著增加了卵黄发生期卵泡的数量,减少了卵原细胞期和闭锁卵泡期卵泡的数量,增加了各年龄阶段卵巢中细胞的PCNA阳性染色。3.通过免疫组化和qPCR分别检测6、9月龄鱼卵巢中SIRT1和NRF2的表达,发现两者均随年龄增长表达水平降低,白藜芦醇饲喂之后显著升高了其表达;qPCR检测到炎症相关因子NF-κB、IL-1β、TNF-α和IL-8的表达水平随年龄上调,白藜芦醇显著降低了上述因子的表达。4.通过qPCR和免疫组化检测了卵巢中内质网应激标记物的表达,结果显示GRP78和CHOP在9月龄鱼中的表达水平显著高于6月龄,白藜芦醇饲喂后显著逆转了GRP78和CHOP表达随年龄增长的上调。长期饲喂白藜芦醇减少了卵巢中衰老相关标记物SA-β-gal和脂褐素的表达,提高了卵巢储备功能和卵巢细胞的增殖能力,下调了卵巢中的内质网应激。综合以上结果,我们推测白藜芦醇能够通过激活SIRT1/NRF2信号通路抑制NF-κB,下调SASP相关促炎细胞因子IL-1β、TNF-α和IL-8的表达,进而抑制内质网应激延缓贡氏假鳃鳉卵巢的衰老。
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