基于丁酸介导的AMPK/mTOR/ULK1信号通路探讨补肾化痰方防治绝经后骨质疏松症的机制研究

来源 :湖北中医药大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:aidilj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的既往研究表明,补肾化痰方可调节骨代谢,纠正PMOP模型大鼠肠道菌群紊乱,其内在机制尚未明晰。本研究围绕肠道菌群代谢产物SCFAs丁酸、自噬活性和腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)/m TOR/unc-51样激酶1(Unc-51 like kinase 1,ULK1)信号通路,初步探索补肾化痰方改善骨代谢的机制是否与SCFAs丁酸对自噬的调控相关,进一步探究补肾化痰方防治PMOP的内在机制。方法(1)通过查阅古籍和国内外最新研究进展,基于中医基础理论,从理论层面探讨从补肾化痰方论治PMOP的理论源流和依据,明晰肠道菌群和细胞自噬与PMOP发病的潜在联系。(2)通过双侧卵巢切除术(ovariectomy,OVX)建立PMOP模型大鼠。随机分为模型组(OVX组,n=15),补肾化痰方组(BH组,n=15),LKB1-AMPK激活剂Metformin组(Met组,n=15),选取假手术组大鼠为阴性对照(Sham组,n=15)。以Micro-CT扫描骨组织观察补肾化痰方对PMOP模型大鼠骨微结构的影响,采用苏木精-伊红染色(hematoxylin-eosin staining,HE)观察补肾化痰方对PMOP模型大鼠骨形态的影响,联合抗酒石酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase,TRAP)组织化学染色、免疫组织化学染色观察补肾化痰方对PMOP模型大鼠骨吸收的影响。以流式细胞检测骨组织内活性氧(reactive oxygen species,ROS)表达,观察补肾化痰方对PMOP模型大鼠骨组织中氧化应激水平的影响。(3)结合16s r RNA扩增子测序和宏基因组测序,观察各组大鼠肠道菌群组成结构的差异,以及补肾化痰方干预对模型大鼠肠道菌群结构差异的影响,对菌群功能进行注释,获取PMOP模型大鼠差异菌群功能的多样性。采用靶向代谢组学技术,筛选各组大鼠粪便和血清中的短链脂肪酸含量,并对包括乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸、己酸、异己酸在内的短链脂肪酸作定量检测,联合生物信息学方法分析差异代谢产物参与的代谢通路,明确补肾化痰方对PMOP模型大鼠肠道菌群代谢物的影响。(4)采用反转录荧光定量实验(Reverse transcription-polymerase,RT-PCR)和免疫蛋白印迹法(Western Blot,WB)检测大鼠骨组织中自噬相关基因和蛋白的表达水平和AMPK/m TOR/ULK1信号通路相关指标,观察PMOP模型大鼠自噬水平及补肾化痰方通过AMPK/m TOR/ULK1信号通路对模型大鼠自噬活性的影响。结果(1)“肾痰”是肾脏虚衰导致水液代谢失常的病理产物。“肾痰”累骨,见筋骨不利,腰背强痛,足膝酸软,正合PMOP发病与临床表现。因此,肾虚生痰,痰浊入骨,是PMOP发病的关键因素之一。通过文献研究发现,国内外多项研究提示肠道菌群和细胞自噬均参与PMOP的发病,但肠道菌群代谢产物SCFAs介导的m TOR靶点调控细胞自噬是否参与调节骨代谢有待探索发现。从中医学角度认识肠道微生物的稳态和适度水平的细胞自噬,认为其有利于维持机体生命活动的有序,而中医药多途径平衡肠道菌群和调节细胞自噬具有一定的理论与科学依据。(2)Micro-CT结果显示:与Sham组比较,OVX组大鼠胫骨的骨密度(bone mineral density,BMD)、骨小梁数量(Trabecular Number,Tb.N)、骨小梁厚度(Trabecular Thickness,Tb.Th)及相对骨体积(Bone Volume/Total Volume,BV/TV)显著降低(P<0.05),骨小梁分离度(Trabecular Spacing,Tb.Sp)、骨小梁表面积/骨容量百分比(Bone Surface/Bone Volume,BS/BV)显著增加(P<0.05)。与OVX组相比,BH组和Met组大鼠胫骨的BMD、Tb.N、Tb.Th、BV/TV显著改善(P<0.05),Tb.sp、BS/BV显著降低(P<0.05)。染色结果显示:与Sham组比较,OVX组大鼠的股骨破骨细胞数量显著增加(P<0.05);BH组和Met组大鼠破骨细胞数量显著减少与OVX组(P<0.05)。流式细胞检测OVX组大鼠骨组织中活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平显著高于Sham组(P<0.05),BH组和Met组大鼠骨组织中ROS表达显著低于OVX组(P<0.05)。(3)肠道菌群测序结果显示:Sham组大鼠肠道菌群多样性优于OVX组,BH组和Met组大鼠肠道菌群多样性优于OVX组。物种分类学显示,在门水平上,与Sham组对比,OVX组中厚壁菌门丰度降低,拟杆菌门、变形菌门、柔膜菌门比例上升。与OVX组比,BH组和Met组大鼠肠道菌群拟杆菌门、变形菌门丰度减少,厚壁菌门丰度增加。在属水平上,与Sham组比,OVX组大鼠拟杆菌属、瘤胃菌属(Ruminococcaceae_UCG-005)丰度增加,梭菌属、乳杆菌属、毛螺菌属、瘤胃菌属、Odribactor减少;与OVX组比,BH组和Met组瘤胃菌属、梭菌属、乳杆菌属、毛螺菌属、Odribactor丰度增加,拟杆菌属、瘤胃菌属(Ruminococcaceae_UCG-014)减少。在种水平上,与Sham组大鼠比较,OVX组大鼠Marvinbryantia_formatexigens丰度上升,厚壁杆菌、梭状芽胞杆菌、厚壁杆菌丰度下降,给药后Marvinbryantia_formatexigens丰度下降,而厚壁杆菌、梭状芽胞杆菌丰度相对升高。基于KEGG数据库对各组大鼠进行肠道菌群功能预测,发现差异菌群功能与胆汁酸代谢、短链脂肪酸转运、支链氨基酸转运系统通透酶蛋白、乙酸激酶、丙酸激酶、丁酸激酶相关。(4)靶向代谢组学结果表明:OVX组大鼠粪便和血清中代谢产物与Sham组大鼠样本明显分离,BH组和Met组大鼠粪便和血清中代谢产物略靠近与Sham组。SCFAs定量结果显示,与Sham组比较,OVX组大鼠粪便组织和血清样本中总SCFAs含量明显减少(P<0.05)。BH组和Met组大鼠粪便和血清中总SCFAs含量略有升高(P<0.05)。乙酸、丙酸、丁酸含量占据总SCFAs含量的90%。与Sham组比,OVX组大鼠粪便组织和血清样本中乙酸、丙酸、丁酸含量则显著下降(P<0.05)。BH组和Met组大鼠粪便组织和血清样本中乙酸、丙酸、丁酸含量升高(P<0.05)。(5)与Sham组相比,OVX组大鼠AMPK、p-AMPK、m TOR、p-m TOR、ULK1、自噬相关基因(autophagy-related gene,ATG)13蛋白与基因表达无显著差异(P>0.05),在给药干预后,BH组和Met组大鼠骨组织中AMPK、p-AMPK、ULK1、ATG13表达水平显著高于Sham组和OVX组(P<0.05),且m TOR、p-m TOR表达水平下调(P<0.05)。自噬相关蛋白Beclin1、LC3Ⅰ、LC3Ⅱ、p62蛋白表达与基因表达水平在Sham组和OVX组中无统计学差异,BH组和Met组中Beclin1、LC3Ⅰ、LC3Ⅱ蛋白表达与基因的表达显著高于OVX组和Sham组(P<0.05),p62水平显著下降(P<0.05)。结论1.肾虚生痰,肾痰在骨是PMOP发病的关键因素之一。从“肾痰”论治PMOP,在补肾的基础上化痰,是符合中医学辨证论治的治疗法则。现代研究表明中医药立调节细胞自噬和肠道菌群具有一定的理论依据和科学基础。2.补肾化痰方可有效改善PMOP模型大鼠骨微结构,提高模型大鼠骨组织中抗氧化能力,其作用同改善PMOP模型大鼠肠道菌群紊乱,增加PMOP模型大鼠肠道内SCFAs产生菌的丰度及含量,促进粪便和血清中丙酸、丁酸、乙酸的含量,通过AMPK/m TOR/ULK1信号通路促进PMOP模型大鼠体内自噬水平有关。
其他文献
新基因的起源是生命演化的重要驱动力。在新基因的起源方式中,水平基因转移(horizontal gene transfer,HGT)和从头起源(de novo)都是新基因起源的重要机制。HGT是指具有生殖隔离物种之间进行的遗传物质交流,而从头起源基因是指来自于原非编码区的新基因。尽管HGT在绿色植物的适应性进化中具有重要作用,但其在陆生植物解毒有毒生境中的作用仍有待研究。此外,已有报道表明de no
学位
生殖和解毒代谢都需要持续的能量供给,昆虫在对杀虫剂产生抗药性的同时通常伴随着生殖相关适合度代价,但其内在机制尚不明确。腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)通路与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(Mammalian target of rapamycin,mTOR)/核糖体蛋白 S6 激酶(Ribosomal protein S6 kinase,S6K)通路
学位
趋化性是指细胞等微生物对环境中某些具有刺激性的化学物质产生的定向趋近或者远离运动的性质.例如,细胞粘液霉菌自身释放出某种化学物质,并且会向该物质浓度高的区域运动.对于这一生物现象,1970年Keller和Segel建立了著名的反应-对流-扩散趋化模型,该模型已成为生物学研究普遍使用的模型之一.近年来,实验现象显示,某些自然界中的相关现象并不完全适用经典的趋化模型来模拟,人们寻求对细胞群体与自身化学
学位
创新是提高整体综合教育效率的必经之路,没有创新性的教学管理活动将无法吸收新思维、新资源、新方式,从而直接影响整体综合性教育效果。所以,班主任要树立创新育人意识,在开拓创新中渗透教书育人理念,跳脱班级管理工作旧态,在开拓创新中探索并引导小学生的心理健康发展新途径。本文将通过教育核心素养探讨班级管理工作创新对策,以期推动学校的班级管理工作活动良性发展。
会议
扩散现象无处不在,它被广泛应用到生态学、传染病学、物理学等学科中.扩散研究目前已成为生态学研究中的一个热点,它与种群的扩张(特别是外来物种的入侵)和传染病的防控息息相关.本文围绕扩散这一主题,以种群扩散和传染病扩散机制为研究对象,以不同的扩散区域和扩散方式为主线,考虑演化区域、自由边界、空间异质性及季节演化等因素对解的渐近形态的影响,具体包括以下几个方面:第一章主要介绍了关于生态扩散、不同区域上的
学位
为了进一步适应生态文明建设和自然资源管理需求,结合自然资源部对三维立体时空数据库建设、信息化建设、调查监测体系构建等工作提出的“构建三维立体一张图”的要求,简要分析了目前广西自然资源管理中存在的数出多门、数据孤岛等问题以及广西国土资源信息数据平台建设现状;以三维空间位置为组织和联系所有自然资源的基本纽带,建立了基于分层分类的广西自然资源三维立体时空数据统一组织结构模式;设计了海量数据加载、三维数据
期刊
激励基层干部担当作为是加强干部队伍建设、提高干部队伍凝聚力和战斗力的关键。当前,影响基层干部担当作为的主要因素有一些地方选人用人导向不够鲜明、考核评价手段较为单一、容错纠错机制不够健全、持续激励效果不明显等。为此,可以通过强化思想引领、树立正确选人用人导向、建立科学合理的考核评价机制等路径,激励广大基层干部奋进新征程、展现新作为、创造新伟业。
期刊
目的本研究结合骨骼肌疲劳与线粒体功能的研究现状及热点,探索中药巫山淫羊藿的主要提取物成分epimedin C的抗骨骼肌疲劳作用及其对线粒体供能的影响。分别从动物模型、离体肌肉组织、细胞及分子层面研究epimedin C对线粒体供能的影响,寻找受其调控的靶点及相关的抗疲劳机制。以期为中药巫山淫羊藿及其主要提取物epimedin C的抗疲劳作用研究提供新的研究方向,为新药研发及临床应用提供理论基础。方
学位
目的:1.采集MCI痰浊阻窍证患者的一般资料、症状、脉象指标、舌象指标等数据,筛选构建适用于MCI痰浊阻窍证的诊断模型,并验证诊断模型的诊断效能。2.探讨MCI痰浊阻窍证患者血清NPY、Ghrelin与ADAS-cog评分及肠道菌群的关系,为后续临床研究提供理论支持。3.探讨洗心汤加减方对MCI痰浊阻窍证患者的NPY、Ghrelin、肠道菌群等的影响。方法:1.分别纳入符合诊断标准的MCI痰浊阻窍
学位
甘薯是重要的淀粉类作物,品种资源非常丰富。不同甘薯品种块根淀粉含量和淀粉特性差异较大,其用途也不同。淀粉是一个半晶体颗粒结构,晶体结构是影响淀粉特性和用途的主要因素之一。甘薯淀粉晶体结构的形成受生长环境影响极大。因此,研究不同甘薯品种淀粉的理化特性对甘薯品种资源的保护和利用至关重要,一直受到人们的重视。以往的研究主要集中在来源相同国家或地区的少数甘薯品种淀粉理化特性的比较,但缺乏来源不同国家和地区
学位