5'-AMP对哺乳动物急性肝损伤保护作用的研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:yangchuan2ll
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肝脏疾病是目前威胁人类健康的最重要的疾病之一,肝损伤由于其发病原因的普遍性和多样性而在人群中广泛存在,肝损伤会产生很多并发症,包括感染性并发症、肝创面胆漏、继发性出血、急性肝肾肺功能障碍,少数严重患者会导致暴发性或重症肝功能衰竭,死亡率极高。根据其致病原因分为免疫性肝损伤、药物性肝损伤、化学性肝损伤、缺血再灌注肝损伤、病毒性肝损伤、放射性肝损伤、酒精性肝损伤、非酒精性脂肪性肝病等多种类型的肝损伤。目前临床上安全有效的治疗药物或手段十分有限,寻找预防和治疗肝损伤的安全有效方法将十分有必要。本研究采用野生型小鼠构建不同类型的肝损伤模型,探索单磷酸腺苷(Adenosine5’-monophosphate,5’-AMP)通过不同的分子机制对不同类型肝损伤的保护作用,为其成为潜在的肝损伤防治药物提供了理论基础。  向C57BL/6野生型小鼠体内同时注射半乳糖胺/脂多糖(D-galactosamine/lipopolysa-ccharide,GalN(500mg/kg)/LPS(5μg/kg))构建急性肝损伤模型,6h后小鼠开始死亡,24h后其存活率只有33.3%,而在GalN/LPS前30min注射5’-AMP(10mg/20g)的小鼠在GalN/LPS刺激24h后存活率有93.3%。GalN/LPS处理4h后检测检测小鼠血清生化指标和肝脏组织病理,结果显示与GalN/LPS模型组比较,5’-AMP预处理组小鼠血清的谷草转氨酶(AST)和谷丙转氨酶(ALT)的酶活性显著下降,肝细胞坏死程度和炎细胞的浸润显著降低。定量PCR结果显示GalN/LPS处理后小鼠肝脏的细胞因子包括肿瘤坏死因子(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-1β(IL-1β)和单核细胞趋化因子(MCP-1)基因的表达增加,5’-AMP预处理使这些基因表达显著下降。GalN/LPS导致的腺苷受体敲除小鼠(A1AR-/-、A2aAR-/-、A2bAR-/-和A3AR-/-)肝损伤的死亡率与野生型小鼠无显著性区别,且5’-AMP预处理可显著降低其死亡率。此外,免疫沉淀数据显示LPS刺激使核转录因子NF-κB激活转位至细胞核,而5’-AMP并未减少NF-κB转位至细胞核,但染色质免疫沉淀数据显示5’-AMP使LPS刺激的NF-κB与下游靶基因(TNF-α、IL-6和IL-1β)启动子的结合能力显著降低。5’-AMP预处理能显著上升胞内腺苷水平,5’-AMP使S-腺苷-L-蛋氨酸(AdoMet)与S-腺苷高半胱氨酸的比例(AdoHcy)显著下降,即细胞甲基化潜力下降,从而使LPS所致组蛋白H3K4二甲基化与下游靶基因TNF-α的启动子结合能力显著降低,体外生化实验证明了腺苷可直接抑制NF-κB与下游靶基因TNF-α和IL-6启动子的结合。5’-AMP处理使腺苷水平的升高能有效抑制GalN/LPS诱导的炎症反应,表明5’-AMP可作为潜在的改善GalN/LPS诱导的免疫性肝损伤的保护物质。  将野生型小鼠过夜禁食12-16h后,注射对乙酰氨基酚(acetaminophen,APAP,300 mg/kg)建立急性肝损伤模型,APAP处理24h后检测小鼠血清生化指标和肝脏组织病理,结果显示APAP组小鼠血清AST和ALT的酶活性显著上升,肝细胞大量坏死并出现大面积融合,而5’-AMP处理后显著降低AST和ALT的酶活性,肝细胞坏死显著减少且坏死区域融合面积显著减少。在HepG2细胞中,MTT检测结果显示5,-AMP可抑制APAP毒性导致的细胞活力的减少,PI染色结果显示5,-AMP使APAP毒性导致的细胞凋亡显著减少。在APAP处理后0-4h,APAP肝毒性导致小鼠肝脏的ATP和GSH急剧下降,而5’-AMP处理并未使ATP和GSH回升,但在APAP刺激后24h时,5’-AMP处理使肝脏ATP和GSH含量明显回升且显著高于APAP模型组。定量PCR数据显示,APAP处理后小鼠肝脏的调控凋亡相关基因c-Jun和c-Fos的基因表达上升,而5’-AMP处理使其基因表达显著降低。进一步,免疫沉淀数据显示,5’-AMP对小鼠肝脏的JNK和MKK4总蛋白水平无影响,但使p-JNK、p-MKK4和p-ASK1和ASK1水平显著降低,同时,免疫共沉淀结果显示,APAP刺激后ASK1的泛素化处于基础的较低水平,但5’-AMP处理使得ASK1泛素化水平增加,导致ASK1降解加快最终使总ASK1蛋白降低。此外,福尔马林镇痛实验结果显示,5’-AMP+APAP组与APAP组小鼠的疼痛反应累积时间都能显著减少。5’-AMP处理对APAP诱导的急性肝损伤的保护作用表明5’-AMP可作为一种潜在的与APAP组合形成医药组合物且可减轻APAP导致的药物性肝损伤的保护物质。  采用野生型小鼠注射四氯化碳(carbon tetrachloride,CCl4,300μL/kg)诱导急性肝损伤,CCl4处理后0h、24h和48h后检测小鼠血清生化指标和肝脏组织病理,结果显示CCl4组小鼠血清AST、ALT和乳酸脱氢酶(LDH)的酶活性显著上升,肝细胞出现大面积坏死,而5’-AMP处理使血清AST、ALT和LDH的酶活性显著降低,肝细胞坏死显著减少。CCl4处理后,脂质过氧化产物MDA显著上升和自由基清除剂GSH显著下降,5’-AMP处理可显著降低MDA含量且使GSH含量显著上升。此外,CCl4处理后24 h时,小鼠肝脏的炎症因子(TNF-α、IL-6和IL-1β)的基因表达明显上升,5’-AMP处理使其表达显著下降。此外,HPLC数据显示CCl4处理后小鼠肝脏的ATP含量急剧下降,5’-AMP处理使肝脏的ATP含量显著性上升,同时定量PCR数据显示,5’-AMP使调控ATP合成的UCP2基因和上游转录因子PPARα的基因表达显著降低。5’-AMP对CCl4诱导的化学急性肝损伤的保护作用表明5’-AMP可作为潜在的防治CCl4所致的化学性肝损伤的保护物质。  综上所述,5’-AMP对哺乳动物急性肝损伤的保护作用表明5’-AMP可作为潜在的预防和治疗肝损伤的药物。
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