灯盏花素对脑缺血再灌注损伤大鼠肠道菌群、TLR4/NF-κB信号通路及肠CYP3A4的影响

来源 :大理大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jeffersonvon
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目的:灯盏花素是从灯盏花中提取的黄酮类成分,具有改善微循环、扩张血管、降低血液黏度、增加脑血流量和心脏冠脉流量等作用。临床上对脑缺血再灌注损伤的疗效确切,但其机制涉及因素较多,尚未完全阐明。本研究以肠道菌群为靶点,从肠道菌群依赖的脑TLR4/My D88/NF-κB通路和肠CYP3A4入手,探究灯盏花素对脑缺血再灌注损伤大鼠的作用及作用机制,以期为脑缺血再灌注损伤治疗寻找新的作用靶点,以及为灯盏花素的研究开辟新的思路。方法:按照随机原则,将2月龄SPF级雄性SD大鼠共分为7组:空白对照组、假手术组、模型组、灯盏花素高、中、低剂量组、阳性对照组,每组16只。适应性喂养2周之后,采用高(60mg/kg)、中(30mg/kg)、低(15mg/kg)三种剂量灯盏花素灌胃预处理,阳性对照组给予尼莫地平12mg/kg,空白对照组、假手术组、模型组均以相同的方式给予等体积生理盐水,每日1次,共30日。采用线栓法阻塞大鼠大脑中动脉建立脑缺血再灌注损伤模型。模型构造成功后通过Bederson评分表对大鼠神经功能的评分,TTC染色法检测大鼠脑梗死体积和ELASA测定血清NSE水平来评估灯盏花素的药效。采用16S r RNA测序技术检测各组大鼠的肠道菌群;用RT-q PCR和Western blot检测大鼠脑组织中TLR4/My D88/NF-κB的表达和不同肠段CYP3A4m RNA表达水平和蛋白表达水平;Spearman相关分析法分析肠道菌群与NSE、神经功能缺损评分及TLR4/My D88/NF-κB和肠CYP3A4的相关性进而评估灯盏花素对脑缺血再灌注损伤的治疗作用及其作用机制。结果:1.与空白对照组比较,模型组大鼠神经学行为评分升高(P<0.001),脑梗死体积比显著增加(P<0.001),血清中NSE活性显著增加(P<0.001),假手术组大鼠均与空白对照组无显著性差异。与模型组比较,阳性对照组,高、中、低剂量灯盏花素组大鼠神经学行为评分显著降低(P<0.05),高、中、低剂量灯盏花素使脑缺血再灌注损伤大鼠脑梗死体积比分别降低了65.5%、44.9%和25.6%(P<0.05),阳性对照组降低了33.7%(P<0.01),呈现明显的剂量依赖性;灯盏花素可有效降低脑缺血再灌注损伤大鼠血清NSE活性(P<0.05)。2.与空白对照组比较,模型组大鼠OTU数目显著减少,丰度曲线呈现跨度减小、Alpha多样性显著下降。与模型组比较,灯盏花素低、中、高剂量组OTU数目增加,丰度曲线跨度增加,Alpha多样性上调趋向于正常组大鼠肠道菌群。组间差异NMDS分析显示,正常对照组、脑缺血再灌注损伤模型组以及药物干预组之间的菌群组成存在显著差异;肠道菌群构成分析,与空白对照组比较,门水平上模型组厚壁菌门丰度低于空白对照组;相比于模型组,灯盏花素低、中、高剂量组厚壁菌门丰度逐渐增加,而变形菌门则相反。在纲水平上,与空白对照组相比,模型组梭菌纲丰度低于空白对照组;相比于模型组,灯盏花素低、中、高剂量组梭菌纲丰度逐渐增加。在目水平上,与空白对照组相比,模型组梭菌目丰度低于空白对照组;相比于模型组,灯盏花素低、中、高剂量组梭菌目丰度逐渐增加。在科水平上,与空白对照组相比,模型组乳杆菌科丰度低于空白对照组;与模型组相比,灯盏花素低、中、高剂量剂量组乳杆菌科丰度逐渐增加。在属水平上,与空白对照组相比,模型组梭菌属与双歧杆菌属丰度低于空白对照组;与模型组相比,灯盏花素低、中、高剂量组梭菌属与双歧杆菌属丰度增加。3.与空白对照组比较,脑缺血再灌注损伤大鼠脑组织TLR4/My D88/NF-κB转录水平与蛋白表达水平显著上调,且呈现剂量依赖性。与模型组相比,灯盏花素高中低剂量组均有不同程度的下降。4.与空白对照组比较,模型组大鼠不同肠段(十二指肠、空肠、回肠、结肠)的CYP3A4显著增加。与模型组相比,阳性对照组,灯盏花素高、中、低剂量组不同肠段CYP3A4显著下降。5.肠道菌群与脑损伤相关性指标NSE、神经功能缺损评分、脑梗死体积比、脑组织中TLR4/My D88/NF-κB及不同肠段CYP3A4关联性分析,相关性分析发现:NSE、神经功能缺损评分、脑梗死体积比与脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、颤螺菌属(Oscillospira)呈负相关性;TLR4/My D88/NF-κB与颤螺菌属(Oscillospira)具有负相关性;肠CYP3A4均与颤螺菌属(Oscillospira)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)呈负相关性。结论:灯盏花素可能是通过调控大鼠肠道菌群,抑制脑TLR4/My D88/NF-κB炎症通路和肠CYP3A4表达,来实现对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用。
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