基于琥珀酸/HIF-1α/NLRP3通路的桂皮醛抗炎作用机制研究

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目的:本研究拟在热痹大鼠模型和RAW264.7炎性细胞模型的基础上,以琥珀酸介导炎症反应为中心,考察桂皮醛对琥珀酸含量及其介导的琥珀酸
  /HIF-1α/NLRP3通路和琥珀酸/GPR91途径的影响,揭示桂皮醛的抗炎作用机制。
  方法:
  1.桂皮醛对热痹模型大鼠滑膜炎症的影响
  采用完全弗氏佐剂大鼠模型复合湿热环境(37℃、70%-80%相对湿度)制备热痹大鼠模型,采用大鼠足肿测定仪测定大鼠足容积,皮尺测定足围,HE染色法检测滑膜病理,ELISA测定外周血清IL-1β含量。采用LPS复合ATP诱导RAW264.7细胞模型,MTT测定细胞活性,化学试剂盒测定NO含量,ELISA测定IL-1β、TNF-α含量。
  2.桂皮醛对LPS复合ATP诱导的RAW264.7细胞琥珀酸/HIF-1α/NLRP3通路的影响
  采用LPS复合ATP刺激的炎性RAW264.7细胞,在阻断与不阻断HIF-1α两种状态下,采用高效液相色谱法测定细胞培养基中琥珀酸含量,westernblot法检测HIF-1α和NLRP3蛋白表达水平,ELISA测定IL-1β、TNF-α含量,评价桂皮醛对琥珀酸/HIF-1α/NLRP3通路的影响。采用westernblot检测GPR91的表达,研究桂皮醛对琥珀酸激活的GPR91蛋白表达的影响。采用高效液相色谱法测定细胞培养基中富马酸含量、化学试剂盒测定SDH酶活性,评价桂皮醛对琥珀酸降解途径的影响。
  3.桂皮醛对热痹模型琥珀酸/HIF-1α/NLRP3通路的影响
  采用佐剂型关节炎大鼠模型复合湿热环境构建热痹大鼠模型,通过高效液相色谱法测定滑膜组织琥珀酸含量,westernblot法测定HIF-1α、NLRP3蛋白表达评价桂皮醛对琥珀酸/HIF-1α/NLRP3通路的影响。采用免疫组化检测GPR91蛋白表达,评价桂皮醛对琥珀酸激活的GPR91蛋白表达的影响。采用高效液相色谱法测定滑膜组织富马酸含量,化学试剂盒测定SDH酶活性评价桂皮醛对琥珀酸降解途径的影响。
  结果:
  1.桂皮醛对热痹模型大鼠滑膜炎症的影响
  与空白组比较,热痹模型组大鼠足肿胀度和足围显著增加(P<0.01),滑膜细胞增生与炎性细胞浸润明显(P<0.05),外周血清IL-1β含量明显增加(P<0.05);与热痹模型组比较,桂皮醛干预能明显减轻大鼠足肿胀度与足围(P<0.05),明显改善滑膜细胞增生和炎性细胞浸润(P<0.05),降低外周血清IL-1β浓度(P<0.05)。桂皮醛浓度0-100μM范围对RAW264.7细胞的存活率无明显影响。与空白对照组比较,LPS与ATP刺激RAW264.7细胞后,明显促进细胞NO、IL-1β和TNF-α的释放(P<0.01),桂皮醛干预15h后,能明显抑制NO、IL-1β和TNF-α的释放(P<0.05)。
  2.桂皮醛对LPS复合ATP诱导的RAW264.7细胞琥珀酸/HIF-1α/NLRP3通路的影响
  与空白组比较,LPS复合ATP刺激细胞,导致琥珀酸浓度明显增加(P<0.05),HIF-1α与NLRP3蛋白表达增加(P<0.05),桂皮醛干预后,可明显降低琥珀酸浓度(P<0.05),下调HIF-1α与NLRP3蛋白表达(P<0.05)。给与HIF-1α抑制剂HY-1后,HIF-1α和NLRP3蛋白明显减少,TNF-α和IL-1β含量明显降低(P<0.05),桂皮醛给药后,明显减少TNF-α的含量(P<0.05),IL-1β含量有下调趋势(P>0.05)。LPS复合ATP刺激细胞后GPR91表达明显增加(P<0.05),桂皮醛可显著下调GPR91蛋白的增加(P<0.05)。LPS复合ATP刺激细胞可明显提高SDH的活性(P<0.05),增加富马酸含量(P<0.05),而桂皮醛对SDH活性及富马酸含量无明显作用(P>0.05)。
  3.桂皮醛对热痹模型琥珀酸/HIF-1α/NLRP3通路的影响
  与空白组比较,热痹模型组大鼠滑膜组织中琥珀酸含量明显增加(P<0.05),HIF-1α、NLRP3蛋白的表达显著增强(P<0.05),经桂皮醛治疗后,大鼠滑膜组织琥珀酸含量明显降低(P<0.05),HIF-1α、NLRP3蛋白的表达显著下调(P<0.05)。与空白组比较,湿热模型大鼠滑膜组织GPR91表达显著增强(P<0.05),桂皮醛能明显下调湿热模型滑膜组织GPR91表达(P<0.05)。与空白组比较,热痹大鼠滑膜组织中富马酸含量明显增加(P<0.05),SDH活性有降低趋势(P>0.05)。桂皮醛干预对SDH酶活性及富马酸含量无明显影响(P>0.05)。
  结论:桂皮醛具有拮抗热痹模型滑膜炎症的作用,其机制与调控琥珀酸/HIF-1α/NLRP3通路及抑制GPR91蛋白表达有关。
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