黄连素通过活性氧/TXNIP轴抑制非酒精性脂肪性肝炎模型炎性小体的激活及后续的细胞焦亡作用

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目的:运用体外细胞实验探讨黄连素(Berberine,BBR)对蛋氨酸与胆碱缺乏(methionine-choline-deficient,MCD)培养基与棕榈酸(palmitic acid,PA)诱导的非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)模型中NLRP3炎性小体激活及后续细胞焦亡(pyroptosis)的治疗作用,为黄连素在临床上治疗NASH提供进一步的实验依据。研究方法:(1)细胞:小鼠正常肝细胞系AML12细胞购自ATCC。(2)实验分组:设立空白对照组、MCD+LPS模型组、MCD+LPS+BBR(10μM、20μM)治疗组、PA模型组、PA+BBR(10μM、20μM)治疗组、MCD+LPS+NAC(10μM)治疗组、MCD+LPS+BBR(20μM)+H2O2(200μM)回复组、PA+NAC(10μM)治疗组、PA+BBR(20μM)+H2O2(200μM)回复组。(3)尼罗红染色法检测MCD+LPS、PA模型组脂质沉积的变化,以及BBR治疗组对NASH模型脂质沉积的影响作用,分别镜下观察定性以及使用流式细胞技术定量。(4)利用DCFH-DA荧光探针标记细胞,流式细胞技术法检测各个分组中细胞活性氧(ROS)水平。(5)使用MDA检测试剂盒检测各分组中细胞脂质过氧化水平。(6)使用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术检测各个分组中炎症因子TNF-α的mRNA表达水平。(7)使用caspase-1活性测定试剂盒检测各组细胞caspase-1活性水平。(8)使用蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测各组炎症因子、炎性小体、细胞焦亡相关蛋白的表达情况。(9)采用GraphPad Prism 7软件进行统计分析,两组数据之间的比较采用独立样本t检验,p<0.05为差异有统计学意义。结果:(1)尼罗红染色法结果显示:与空白对照组相比,镜下观察MCD+LPS模型组、PA模型组脂质沉积明显增多(红色荧光明显增多);与2个模型组相比,BBR治疗组镜下观察脂质沉积减少,且呈浓度依赖性,随浓度增大,能明显减少脂质沉积(红色荧光明显减少);流式细胞技术法结果呈相同趋势。(2)流式细胞技术法结果显示:与空白对照组相比,MCD+LPS模型组、PA模型组ROS水平明显升高;与2个模型组相比,BBR治疗组能明显下调ROS水平,且呈浓度依赖,随浓度增大,能明显下调ROS水平;且NAC治疗组同样能下调ROS水平;而H2O2组对比BBR治疗组,能逆转已下调的ROS水平。(3)MDA试剂盒检测结果显示:与空白对照组相比,MCD+LPS模型组、PA模型组脂质过氧化水平明显升高;与2个模型组相比,BBR治疗组能明显下调脂质过氧化水平。(4)使用Real-time PCR结果显示:与空白对照组相比,MCD+LPS模型组、PA模型组TNF-α的mRNA表达明显增加,而BBR治疗组能下调TNF-α的mRNA表达量。(5)caspase-1活性测定结果显示:MCD+LPS模型组、PA模型组caspase-1活性水平明显升高,BBR治疗组能下调caspase-1活性水平,且与NAC治疗组作用相近,而H2O2组能逆转已下调的caspase-1活性水平。(6)Western blot检测结果显示,与空白对照组相比,MCD+LPS模型组、PA模型组炎症相关的p-NF-κB p65、TNF-α蛋白表达水平明显升高,BBR治疗组可使其下降;与空白对照组相比,MCD+LPS模型组、PA模型组炎性小体相关的NLRP3、TXNIP、caspase-1蛋白表达水平明显升高,BBR治疗组可使其下降,且下调效果与NAC治疗组相近,而H2O2组能逆转已下降的蛋白水平;与空白对照组相比,MCD+LPS模型组、PA模型组焦亡相关的GSDMD-N蛋白表达水平明显升高,BBR治疗组可使其下降,且下调效果与NAC治疗组相近,而H2O2组能逆转已下降的蛋白表达水平。结论:(1)黄连素能有效下调MCD+LPS、PA诱导NASH模型中脂质沉积及脂质过氧化水平。(2)黄连素能有效下调NASH模型中NF-κB/TNF-α轴表达水平,有效抑制NASH模型中的炎症作用。(3)黄连素能抑制NASH模型中ROS的产生,且通过ROS下调TXNIP/NLRP3轴相关蛋白表达,从而抑制caspase-1的激活,最终抑制NASH中的细胞焦亡发生。
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