IL-6在溃疡性结肠炎小鼠中下调肝脏羧酸酯酶的作用和机制研究

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目的:(1)建立小鼠肝微粒体孵育体系中羧酸酯酶(Carboxylesterase,CESs)代谢产物氯吡格雷羧酸衍生物(Clopidogrel carboxylate,CCAM)和7-乙基-10-羟基喜树碱(7-ethyl-10-hydroxycamptothecin,SN-38)的液相色谱串联质谱(Liquid chromatography tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)分析方法;(2)评价葡聚糖硫酸钠(Dextra sulfate sodium,DSS)诱导溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)小鼠模型中肝脏CESs表达和活性变化;(3)研究白细胞介素6(Interleukin 6,IL-6)在DSS诱导UC小鼠中下调肝脏CESs的作用和机制。方法:(1)第一部分:建立肝微粒体孵育体系中CCAM和SN-38的LC-MS/MS分析方法,并对小鼠肝微粒体中氯吡格雷和盐酸伊立替康(Irinotecan,CPT-11)体外孵育实验条件进行优化。采用液液萃取法处理肝微粒体孵育体系样品。CCAM色谱条件:Ecosil ODS(2.1mm×150mm,5μm)色谱柱,流动相为纯乙腈-含5m M甲酸铵和0.1%甲酸的水溶液(85:15,V:V),流速为0.4m L/min。SN-38色谱条件:Waters symmetry C18(2.1mm×150mm,3.5μm),流动相A为含5m M甲酸铵和0.1%甲酸的水溶液,流动相B为纯乙腈,采用梯度洗脱条件:0-1min,10%B;1-5min,90%B;5-7min,10%B,流速为0.3 m L/min。进样体积5μL,柱温40℃。质谱采用电喷雾离子源正离子模式,多离子反应监测(MRM)检测。离子对分别为:CCAM m/z 308.0→198.0;噻氯匹定m/z 264.1→154.1;SN-38 m/z 393.2→349.2;喜树碱m/z 349.1→305.2。(2)第二部分:采用2%DSS溶液建立UC小鼠模型,对其疾病活动指数(Disease activity index,DAI)、结肠长度、肝脏和脾脏重量进行测定,并进行组织病理学检测。测定结肠中髓过氧化物酶(Myeloperoxidase,MPO)活性,血清中谷丙转氨酶(Alanine aminotransferase,ALT)、谷草转氨酶(Aspartate amino-transferase,AST)、C型反应性蛋白(C-reactive protein,CRP)和脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)的水平,并检测肝脏、结肠中白细胞介素1β(Interleukin 1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factorα,TNF-α)和IL-6的水平。同时,检测肝脏中CES1和CES2的m RNA、蛋白表达和活性水平。(3)第三部分:采用2%DSS溶液建立UC小鼠模型,同时通过尾静脉注射抗小鼠In Vivo anti-mouse IL-6抗体。测量其DAI、肝脏和脾脏重量、结肠长度,并进行组织病理学检测。检测肝脏中CES1和CES2的m RNA、蛋白表达水平和代谢活性。并进一步检测肝脏中孕烷X受体(Pregnane X receptor,PXR)、组成性雄甾烷受体(Constitutive androstane receptor,CAR)、法尼酯X受体(Farnesoid X receptor,FXR)、过氧化物酶体增殖物激活受体α(Peroxisome proliferator activated receptor-α,PPAR-α)和核转录因子κB(Nuclear transcription factor-κB,NF-k B)p65的蛋白表达水平。体外培养肝Hepa RG细胞,通过不同浓度和时间探索IL-6诱导肝细胞CESs下调的最佳剂量和时间。用IL-6和NF-κB特异性抑制剂吡咯烷二硫代甲酸(Ammonium pyrrolidine dithiocarbamate,PDTC)干预后检测细胞中CES1、CES2和PXR、CAR蛋白表达水平;同时用细胞毒性实验检测CES1、CES2的水解活性。结果:(1)第一部分:所建立的CCAM和SN-38浓度测试方法稳定性,专属性好,定量范围分别为100-20000ng/m L和1-200ng/m L;CCAM日内、日间准确度均在91.00%-110.60%,日内、日间精密度的RSD为2.25%–11.55%;SN-38日内、日间准确度均在92.75%-110.77%,日内、日间精密度的RSD为1.75%–8.97%;其回收率、基质效应和稳定性考察结果均符合《中国药典》2020版生物样品定量分析要求。(2)第二部分:模型组小鼠DAI指数增加、结肠缩短,脾重、肝重比增加,结肠中MPO和血清中ALT、AST水平明显升高;HE染色显示模型组小鼠结肠、肝脏出现明显的病理损伤。同时血清中的CRP、LPS和结肠中TNF-α、IL-1β和IL-6等炎症因子的水平升高;但肝脏中仅IL-6水平有明显上升,与免疫组化结果一致。同时,模型组小鼠肝脏CES1和CES2的m RNA、蛋白表达水平和代谢活性显著下调。(3)第三部分:IL-6抗体干预可显著改善DSS导致的小鼠体重减轻,增加结肠长度和降低脾重、肝重比;同时能改善结肠、肝脏组织的病理改变。IL-6抗体干预可以有效逆转肝脏中CES1、CES2 m RNA、蛋白水平和代谢活性的下调,并逆转PXR、CAR的蛋白水平的下调;降低NF-κB p65核移位。体外实验证实了NF-κB抑制剂PDTC能显著逆转IL-6诱导的CES1和CES2以及PXR、CAR蛋白水平的下调,同时能逆转CES1和CES2水解活性的降低。结论:(1)本研究分别建立了小鼠肝微粒体孵育体系中CCAM及SN-38浓度测定方法。此分析方法操作简便,方法灵敏度高,符合生物样本分析要求,适用于孵育体系中CCAM及SN-38浓度的测定。同时,本研究通过单因素实验设计,优化了小鼠肝微粒体中CES1和CES2体外孵育条件,为研究小鼠肝脏中CESs的代谢活性变化提供了基础。(2)UC小鼠肝脏出现明显损伤,肝脏中CES1和CES2 m RNA、蛋白表达以及水解活性出现显著下调,这种抑制作用可能跟肝脏中异常升高的IL-6有密切联系。(3)IL-6是通过激活结肠炎小鼠肝脏NF-κB信号通路来抑制PXR、CAR的表达,继而下调其靶标蛋白CES1和CES2的表达水平和代谢活性。
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