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青藤碱(sinomenino,SIN)是一种来源于防己科植物毛青藤(Sinomenium actum Rehd.et wils.Var cinerrum Rehd.et wils)及青藤(Sinomenium actum Rehd.et wils.)干燥藤茎的生物碱类成分,其结构与吗啡相似。临床上用其盐酸盐或者磷酸盐的制剂治疗风湿性疾病及心率失常等。但是,长期使用发现其存在用量大、起效慢、半衰期短等缺陷。本课题组对其进行结构修饰,合成了一系列青藤碱4-羟基酯化物,前期的工作中发现青藤碱4-羟基棕榈酸酯(C16)有很好的抗炎效果。 内毒素血症是全身性的多器官衰竭的恶性炎症反应,死亡率极高。在临床上尤其是创伤外科,一直是难以克服的一大难题。巨噬细胞是一种重要的免疫细胞,在不同的微环境中或者细胞因子的刺激下,可以极化为M1或M2型。巨噬细胞根据其功能亚型的不同,参与不同信号通路的调节。 所以,本研究在LPS诱导的小鼠内毒素血症模型上,对C16进行抗炎活性评价;探究C16基于调节巨噬细胞极化相关的抗炎机制,具体工作如下: (1) C16的制备及毒副作用评价 根据前药设计与拼合原理,以DMAP为催化剂,EDC为缩合剂,青藤碱4位羟基取代反应与棕榈酸结合,制备青藤碱4-羟基棕榈酸酯,并对其进行核磁共振氢谱以及质谱的结构鉴定。考察C16对小鼠的肝肾毒性,检测血清指标ALT、AST的活性以及BUN的含量;对肝脏、肾脏做组织病理切片观察。结果表明,与模型组相比,C16作用后,各生化指标显著降低,小鼠肝、肾组织无明显损伤。 (2)C16对LPS所致内毒素血症小鼠的治疗作用 将10 mg/mL LPS注射于小鼠腹腔,建立内毒素血症模型。在此模型上,考察C16高、低剂量作用下的抗炎作用,并与其先导化合物SIN作对照。发现C16与SIN作用后,感染内毒素血症的小鼠存活率显著提高;与模型组相比,外周血清中炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表达显著降低;心、脾、肺和肾脏组织中炎症因子IL-1β和IL-6 mRNA表达也相应的降低。C16高剂量组抗炎作用效果强于低剂量组,且与SIN相比,作用效果更明显。 (3)C16对巨噬细胞的调控作用 在体外巨噬细胞模型上,采用MTT法检测C16对巨噬细胞增殖的影响;采用流式细胞术分析C16对巨噬细胞凋亡的影响。结果显示,C16在5?M以下对细胞增殖没有明显的抑制作用,对细胞凋亡也无显著影响。该部分工作为下步实验优选了合适的作用浓度。之后,采用500 ng/mL LPS诱导巨噬细胞向M1型极化;20 ng/mL IL-4诱导巨噬细胞向M2型极化。在传代巨噬细胞ANA-1以及原代腹腔巨噬细胞模型上,采用多种方法检测了巨噬细胞 M1型和 M2型相关因子的表达。qRT-PCR技术检测了细胞中iNOS、Arg-1、CD206、Ym1以及Fizz1 mRNA的表达;试剂盒检测了iNOS和Arg-1的酶活性;Western Blot分析了细胞中iNOS和Arg-1在蛋白水平的改变;ELISA试剂盒检测细胞上清液中炎症因子IL-1β与TNF-α的含量。多种方法综合分析发现,C16作用后,与模型组相比,M1型相关因子在不同水平的表达都显著下降,M2型相关因子在不同水平的表达都显著上升。结果表明,C16能很好的抑制巨噬细胞向M1型极化,促进巨噬细胞向M2型极化。 (4)C16调节巨噬细胞极化的分子机制 该部分采用Western Blot技术,检测了MAPK、JAK/STAT、PI3K/AKT通路的相关信号的表达。分别检测了p38、STAT1、STAT3、ERK1/2、AKT及其磷酸化程度。综合分析,C16可明显抑制p38、AKT和STAT1的磷酸化,促进ERK1/2的活化,并且可能通过活化STAT3来促进巨噬细胞向M2型极化。