鲣鱼(Katsuwonus pelamis)寡肽SEP-3对睡眠剥夺小鼠肝脏损伤的修复作用及机制探究

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随着人们睡眠不足现象的日趋严重,其引发的健康问题也受到了广泛关注。课题组前期利用鲣鱼加工下脚料通过酶解技术制备得到序列为Leu-Leu-Phe-Thr-Thr-Gln的鲣鱼寡肽SEP-3,发现其具备较好的抗氧化和抗炎特性。本研究以SEP-3为研究对象,探究了 SEP-3对睡眠剥夺诱导的氧化应激所致肝损伤的修复作用及机制,为治疗或辅助治疗睡眠障碍的药物和保健食品的研发提供了一定的理论依据。目的:(1)探讨睡眠剥夺时间对机体氧化应激的影响;(2)探讨不同给药方式对睡眠剥夺小鼠氧化应激的干预作用;(3)探讨睡眠剥夺对小鼠肝脏的影响及SEP-3对肝损伤的修复作用及机制;(4)探讨SEP-3对睡眠剥夺小鼠生物节律的调控机制及与肝保护和抗氧化作用的关系。方法:(1)采用改良多平台水环境法对C57BL/6雄性小鼠分别进行0、48和72 h的睡眠剥夺,检测小鼠血清、肝脏和结肠的T-AOC、MDA含量、SOD活性及GSH-Px活性;(2)设置正常组、模型组(SD组)、SEP-3组(造模前给药50mg/kg/d,持续给药10天)和SEP-3组(造模时给药50mg/kg/d,持续给药3天),对小鼠进行72 h的睡眠剥夺,检测小鼠血清和肝脏的T-AOC、MDA含量、SOD活性及GSH-Px活性;(3)设置正常组、SD组、低剂量组(LSEP-3组,20mg/kg)、中剂量组(MSEP-3 组,40mg/kg)、高剂量组(HSEP-3 组,80 mg/kg),对小鼠进行72h的睡眠剥夺,分别在ZT6、ZT12、ZT18、ZT24四个时间点取样。取ZT6时间点样品,检测血清AST和ALT含量,肝脏指数,肝脏凋亡蛋白及Wnt/β-Catenin通路相关蛋白,观察肝脏病理情况;取四个时间点的样品,ELISA检测小鼠血清GC和ACTH含量,RT-PCR检测肝脏生物钟基因mRNA的表达。结果:(1)随着睡眠剥夺时间的延长小鼠氧化应激程度加剧,在睡眠剥夺72 h后小鼠血清和肝脏T-AOC、SOD和GSH-Px活性分别显著下降了约10.90%和63.39%、8.21%和13.50%及16.16%和14.96%,MDA含量分别显著升高了约32.30%和404.23%;在实验期间,小鼠结肠组织氧化应激水平并无明显变化;(2)与SD组相比,SEP-3组小鼠血清和肝脏的T-AOC、SOD和GSH-Px活性分别提高了约 8.42%和 38.94%、23.14%和 16.10%及 16.18%和 17.35%,MDA含量分别降低了约28.41%和81.32%;SEP-3组小鼠血清和肝脏的T-AOC、SOD和 GSH-Px 活性分别提高了约 10.09%和 127.54%、21.34%和 8.77%及 17.87%和14.63%,MDA含量分别降低了约26.29%和83.18%,但小鼠肝脏SOD活性并无显著提高。此外,两种给药方案均对睡眠剥夺小鼠的体重下降无干预作用;(3)经SEP-3灌胃后,低、中、高剂量组小鼠肝脏指数依次分别为0.0418、0.0438和0.0446均高于SD组的0.0408,且呈剂量依赖性升高趋势;低、中、高剂量组小鼠血清AST和ALT的活性依次分别为59.21和19.19 U/L、47.43和18.87 U/L及36.87和18.06 U/L,均分别低于SD组的78.39和25.31 U/L,且呈剂量依赖性降低趋势;肝脏组织具有不同程度的改善,且随着药物浓度的升高,对肝脏的修复效果越好。药物干预后小鼠肝脏组织Bax和Cleaved caspase-3蛋白的表达量呈剂量依赖性下降,β-Catenin、c-Myc和Bcl-2蛋白表达量呈剂量依赖性增加,且均具有显著差异(P<0.05);(4)睡眠剥夺导致小鼠血清GC和ACTH的含量显著升高的同时,也使得小鼠血清GC和ACTH的节律性表达发生紊乱,从而导致小鼠肝脏生物钟基因 Bmal1、Clock、Per1、Cry1、Rev-erbα和 Rorα mRNA的节律性表达发生紊乱。SEP-3干预后,随SEP-3浓度的提高小鼠血清中GC和ACTH的节律性表达以及肝脏钟基因Bmal1、Clock、Per1、Cry 1、Rev-erbα和Rorα mRNA表达的相位和振荡周期逐渐趋向于正常组。结论:睡眠剥夺72 h小鼠机体氧化应激水平显著升高,鲣鱼寡肽SEP-3可能通过抑制肝细胞凋亡,促进肝细胞增殖,调控肝脏生物节律来实现对睡眠剥夺诱导肝脏氧化应激损伤的修复作用。
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