α-常春藤皂苷对CCl4所致急性肝损伤的保护作用及机制研究

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目的:本研究以CCl4所致急性肝损伤小鼠为模型,旨在探索α-常春藤皂苷发挥护肝作用的保护机制,为其临床转化提供理论依据。方法:以50只雄性ICR小鼠为研究对象,随机分为五组:正常组(Con)、模型组(CCl4)、α-常春藤皂苷低(α-Hed-L,40 mg·kg-1)剂量组、α-常春藤皂苷高(α-Hed-H,80 mg·kg-1)剂量组及联苯双酯(BIF,150 mg·kg-1)阳性对照组。小鼠适应性喂养后,皮下注射相应剂量的α-常春藤皂苷溶液进行保护,末次给药后24 h,腹腔注射0.2%CCl4溶液(溶于橄榄油),以诱导建立小鼠急性肝损伤模型,收集血清并摘取肝脏用于后续实验。生化法检测小鼠血清中丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)和肝组织中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性以及丙二醛(MDA)的含量;使用苏木素-伊红(HE)染色法分析小鼠肝脏的组织病理学变化;使用酶联免疫吸附(ELISA)法检测小鼠血清中炎症因子白介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白介素-6(IL-6)的变化水平;使用蛋白质印迹(Western Blot)法检测小鼠肝组织中NLRP3炎性小体相关蛋白Nod样受体蛋白3(NLRP3)、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)和含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1(Caspase-1)的蛋白表达情况;使用免疫组化石蜡切片染色(IHC-P)法检测小鼠肝组织中NLRP3和MPO的表达情况。使用LPS诱导的RAW 264.7巨噬细胞炎性模型进一步验证α-常春藤皂苷是否通过抑制NLRP3炎性小体的激活发挥抗炎保肝机制。首先采用MTT法分别评估不同浓度的LPS(0、0.5、1.0、2.0、4.0μg·m L-1)和α-常春藤皂苷(0、0.2、0.4、0.8、1.6μmol·L-1)对RAW264.7细胞的毒性,确定合适的造模及给药浓度范围;然后通过ELISA法检测LPS(0、0.25、0.5、1.0μg·m L-1)刺激RAW 264.7细胞后IL-1β和IL-18的分泌情况,以确定LPS的最佳造模剂量;Western Blot法检测α-常春藤皂苷对LPS刺激的RAW 264.7炎性细胞模型中NLRP3炎性小体相关蛋白表达的影响。结果:(1)小鼠血清生化检测指标显示:模型组ALT和AST水平显著升高(P<0.01),表明成功构建了CCl4诱导的小鼠急性肝损伤模型。α-常春藤皂苷或者联苯双酯预处理后,ALT和AST水平显著下降(P<0.01),并呈剂量依赖,表明α-常春藤皂苷对CCl4引起的急性肝损伤有保护作用。(2)小鼠肝组织HE染色显示:模型组小鼠肝细胞形态改变,肝脏组织结构混乱,细胞间隙扩大,肝小叶中央静脉周围出现炎性细胞浸润现象。而α-常春藤皂苷或联苯双酯预处理后,小鼠肝细胞形态有不同程度恢复,炎性浸润面积明显缩小,肝脏组织结构逐渐趋于正常,组织病理学分析进一步证实了α-常春藤皂苷的肝保护作用。(3)小鼠肝组织氧化应激参数显示:模型组小鼠肝组织中MDA含量显著升高,SOD和GSH-Px酶活力显著降低(P<0.01);α-常春藤皂苷或联苯双酯预处理后,MDA含量显著下降,SOD和GSH-Px酶活力得到恢复(P<0.05,P<0.01)。以上结果表明,α-常春藤皂苷可能通过缓解氧化应激发挥其护肝作用。(4)小鼠血清炎症因子指标显示,模型组小鼠血清IL-1β、TNF-α和IL-6水平显著升高(P<0.01);α-常春藤皂苷或联苯双酯预处理后,小鼠血清IL-1β、TNF-α和IL-6水平显著降低(P<0.05,P<0.01),并呈剂量依赖。这一结果表明,α-常春藤皂苷可能通过降低炎症反应发挥肝保护作用。(5)Western Blot法检测各组肝组织NLRP3炎性小体相关蛋白的表达:发现模型组小鼠肝组织中NLRP3、ASC和Caspase1蛋白质表达量显著上调(P<0.05);而α-常春藤皂苷低、高剂量预处理组小鼠NLRP3、ASC和Caspase1蛋白表达水平显著下降(P<0.05,P<0.01)。该结果表明,α-常春藤皂苷可以通过抑制NLRP3炎症小体的激活而缓解炎症反应,从而发挥肝保护作用。(6)免疫组织化学染色法检测小鼠肝脏组织中NLRP3、MPO蛋白表达情况结果显示,模型组小鼠肝脏组织中NLRP3和MPO表达水平升高;而α-常春藤皂苷低、高剂量预处理可降低NLRP3和MPO表达水平。该结果进一步证实,α-常春藤皂苷能够通过影响NLRP3信号通路来抑制炎症反应。(7)MTT实验结果显示,LPS处理浓度为1μg·m L-1时细胞活力在90%以上,因此选择该浓度作为诱发RAW264.7小鼠巨噬细胞模型炎症的剂量;α-常春藤皂苷处理浓度为0.8μmol·L-1时细胞活力在90%以上,因此加药浓度设定为0、0.2和0.8μmol·L-1。RAW264.7炎症细胞同时处理LPS和α-常春藤皂苷24 h后,Western blot结果显示,LPS诱导RAW264.7细胞中NLRP3和Ccaspase1蛋白表达增加,而α-常春藤皂苷处理则可降低这两种蛋白的表达(P<0.05,P<0.01)。以上结果表明α-常春藤皂苷可通过抑制NLRP3/ASC/Caspase1信号通路抑制炎症水平。结论:(1)α-常春藤皂苷可能通过缓解氧化应激发挥其保护肝脏的作用。(2)α-常春藤皂苷可能通过抑制炎症反应水平发挥其保护肝脏的作用。(3)α-常春藤皂苷可能通过负调控NLRP3/ASC/Caspase1信号通路来抑制炎症反应,继而发挥其肝保护作用。
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