SIRT2对冷应激小鼠回肠紧密连接功能的调控作用

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hsxy8848
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暴露于寒冷空气中能够导致畜禽冷应激的发生,在我国北方及高寒地区因极端天气造成的畜牧业损失时有发生。肠道作为与外界环境相通的组织之一,虽然在长久的进化中,肠上皮细胞中内质网等细胞器功能强大足以应对复杂的肠道环境,但在应激状态下,内质网也会超过负荷,造成肠上皮细胞功能紊乱,内环境失衡等,对肠道的功能及机体健康带来危害,致肠道炎症性疾病的发生。SIRT2作为一种能够调节蛋白质乙酰化修饰的NAD+依赖性烟酰胺脱乙酰化酶,广泛参与衰老、分化、细胞死亡等各种生物进程,在多种组织器官中广泛表达,但其对畜禽应激功能的调控作用尚未完全了解。因此,本试验聚焦于冷应激仔畜各类肠道疾病高发这一热点问题,拟以小鼠回肠组织为研究对象,欲探究小鼠回肠组织对冷暴露的响应,同时揭示SIRT2调控冷应激小鼠回肠结构和功能的作用机制,进而为防治冷应激仔畜肠道疾病提供科学依据。本试验以C57BL/6J小鼠为研究对象,将小鼠随机分为常温对照组和冷暴露组,以温度为4°C,每天3 h,持续3周的条件进行冷暴露处理,采用HE染色、Masson染色、TEM检测、免疫荧光、肠道通透性测定和Western blot等技术检测各组小鼠回肠组织的形态学和超微结构变化,紧密连接相关蛋白、促炎细胞因子、内质网应激和自噬相关指标的蛋白表达,SIRT2的表达和Fox O1的乙酰化修饰水平。同时,通过对SIRT2-/-小鼠进行冷暴露处理,利用上述技术检测相关指标,以探究SIRT2对冷暴露损伤回肠紧密连接的调控作用。随后,利用小鼠小肠上皮细胞系MODE-K进行体外试验,通过内质网应激的刺激方式(体外模拟冷应激状态),采用质粒转染、Western blot及免疫荧光等技术,揭示SIRT2对应激状态下小鼠小肠上皮细胞紧密连接损伤的调控机制。结果显示:慢性冷暴露造成肠道通透性增加,回肠形态结构改变;Western blot结果显示,冷暴露造成紧密连接相关蛋白(ZO-1、Claudin1和Occludin)的表达下调;增加促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β和IL-6)和内质网应激相关指标(GRP78、CHOP、p-e IF2α和XBP1s)的表达;同时LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、p62和Beclin1的表达升高;慢性冷暴露抑制SIRT2的表达,增加Fox O1乙酰化修饰。在冷暴露状态下,敲除SIRT2可缓解回肠紧密连接相关蛋白(ZO-1、Claudin1和Occludin)下调,降低肠道通透性并缓解冷暴露造成的结构损伤。使自噬相关蛋白(LC3II和Beclin1)的表达增强,p62的表达下调。在冷暴露状态下,敲除SIRT2使回肠上皮细胞内内质网扩张呈球形线粒体电子密度增加,CHOP的表达被抑制,促进XBP1s的表达,而对GRP78和p-e IF2α的表达无显著影响,并伴随促炎细胞因子IL-6高表达。SIRT2敲除显著增加了AC-Fox O1的表达。在内质网应激状态下,抑制SIRT2能够上调ZO-1的表达,并伴随着AC-Fox O1高表达及自噬体数量增加。随后使用雷帕霉素和3-MA在sh-SIRT2+Tg模型基础上分别构建自噬激动模型和自噬抑制模型,以分析自噬对ZO-1和Claudin1的影响。结果显示:与Tg+sh-SIRT2处理组相比,抑制自噬能够显著降低ZO-1的表达,对Claudin1的表达也有下调趋势。综上所述,冷暴露能够造成小鼠回肠内质网应激的发生,损伤紧密连接,增加肠道通透性;在应激状态下,SIRT2的缺失可上调Fox O1的乙酰化修饰,加强自噬的发生,缓解紧密连接损伤,降低肠道通透性。
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