Apelin-13在小鼠急/慢性炎症模型中的保护作用和机制探究

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Apelin/APJ系统广泛分布于哺乳动物的组织与器官中,发挥着重要的生物学功能。炎症是机体组织器官的细胞及胞外应激、损伤和胁迫所产生的防御反应,可由内源性或外源性致炎因子所引起。过度的炎症反应会严重干扰机体内环境稳态并导致组织细胞损伤从而影响动物的健康与生活质量。临床上常见的大多数疾病都与炎症相关,对炎性反应的抵抗与抑制也是疾病治疗的常用策略和手段。研究表明,Apelin/APJ系统能够对炎症起到调节作用,但其对炎症反应的调控方向及调控机制尚不完全清楚。为了探究Apelin/APJ系统在炎症相关疾病中发挥的作用和机制,我们建立了 LPS/D-GalN诱导的小鼠暴发性肝炎模型及DSS诱导的小鼠慢性结肠炎模型,并通过给小鼠腹腔/皮下注射Apelin-13及其特异性抑制剂F13A来研究其对急/慢性炎症的调控作用。1.Apelin-13通过抑制细胞凋亡及炎性相关信号通路对LPS/D-GalN诱导的暴发性肝炎模型小鼠起到保护作用。脂多糖LPS与D-半乳糖胺诱导的暴发性肝炎模型是研究急性肝炎的的一种成熟模型。在本研究中,我们阐述了 一种由13个氨基酸组成的多肽Apelin-13在LPS/D-GalN诱导的小鼠暴发性肝炎模型中发挥的保护作用。我们通过注射LPS和D-GalN诱导小鼠肝炎模型,并将小鼠死亡时间控制在6-7小时。实验结果发现,腹腔/皮下混合注射Apelin-13能剂量依赖性地提高小鼠的存活率。Western blot、IHC、H&E 染色和 TUNEL 检测结果表明,Apelin-13 激活了 AKT和ERK信号通路,上调了自噬相关信号蛋白LC3和p62的表达,并抑制了 LPS胁迫下 SAPK/JNK 和 NF-κB p65 的磷酸化以及 TNF-α,IL-1β,IL-6 和 IL-17A 等炎性因子的释放,从而进一步抑制了 caspase 8/3的激活,并最终通过细胞信号的反馈循环抑制了肝细胞凋亡。F13A则有效抑制了 Apelin-13在该模型中发挥的生物学功能。这些结果表明,Apelin/APJ系统通过对AKT/ERK-JNK-caspase 8/3和NF-κB信号通路的调控抑制了细胞凋亡和炎性反应,与此同时上调自噬并促进细胞增殖,并最终保护暴发性肝炎模型小鼠免予死亡。2.Apelin-13通过抑制细胞凋亡和异常自噬及炎性相关信号通路对DSS诱导的慢性结肠炎小鼠起到保护作用。葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎模型是研究慢性肠炎相关疾病如溃疡性结肠炎,Crohn’s病等的常用模型。实验结果显示,Apelin/APJ系统在DSS诱导的小鼠慢性结肠炎模型中发挥的作用。我们通过给小鼠饲喂2%DSS水溶液诱导小鼠慢性结肠炎模型,每日观察并记录小鼠的体重变化及粪便情况,14天后断椎处死小鼠。实验结果发现,在饲喂DSS的条件下,每日给小鼠腹腔/皮下混合注射Apelin-13能剂量依赖性地缓解小鼠的肠炎症状,使小鼠体重及DAI指数趋于正常水平。解剖结果发现,Apelin-13可抑制小鼠因DSS诱导所导致的结肠变短。Western blot、IHC、H&E染色和TUNEL检测结果表明,Apelin-13抑制了 JNK/p38和TLR4/NF-κB信号通路的激活,促进了 TNF-α,IL-1β和IL-6等炎性因子的释放,进而抑制了下游caspase 8/3及PARP的激活,最终抑制了结肠细胞的凋亡。与此同时,Apelin-13下调了异常升高的自噬信号并降低了 LC3B及p62的表达量。此外,Apelin-13通过对AKT和ERK的正向调节作用促进了细胞的增殖并加速了结肠上皮细胞的修复,与此同时显著上调了抗炎因子IL-10的表达量。上述结果表明,Apelin/APJ 系统通过 AKT/ERK-JNK/p38-Caspase8/3-PARP和TLR4/NF-KB的调控抑制了结肠细胞的凋亡,炎症反应及自噬信号异常上调,与此同时促进抑炎因子IL-10的释放并正向调节AKT/ERK信号通路促进细胞增殖,最终抑制小鼠结肠炎病情的发生和发展。
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