麦胚球蛋白对酒精性肝损伤小鼠的保护作用机制研究

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研究背景酒精性肝损伤(Alcohol liver disease,ALD)已成为影响全世界人类身体健康的严重问题之一。开发相关功能食品,在无副作用或降低副作用的前提下干预和保护酒精性肝损伤是当今的研究热点。麦胚球蛋白(Wheat embryo globulin,WEG)是一种优质的植物源蛋白质,课题组前期研究表明其具有增强免疫力、抗炎、抗氧化等多种生理活性,基于蛋白质组学对WEG进行KEGG代谢通路分析,发现WEG可能参与酒精中毒(Alcoholism)代谢通路,在此基础上WEG有望开发为一种潜在的酒精性肝损伤保护剂。研究目的探究麦胚球蛋白对急性酒精性肝损伤和慢性酒精性肝损伤小鼠的保护作用及机制。研究方法盐提制备WEG,通过游离氨基酸分析、圆二色光谱分析(circular dichroism,CD)和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)对WEG的结构与成分进行表征。选取昆明(Kunming,KM)小鼠(雄性,六周龄),分别施以单次过量酒精刺激和连续过量酒精,探究麦胚球蛋白对急性和慢性ALD小鼠基础生理生化指标、酒精代谢相关基因在转录水平上的表达的影响;同时采用高通量测序分析ALD小鼠肠道菌群的变化,进一步探讨麦胚球蛋白保护酒精性肝损伤的作用机制。研究结果(1)麦胚球蛋白的制备与表征:WEG溶液的游离氨基酸中,必需氨基酸、支链氨基酸和抗氧化氨基酸含量丰富,二级结构以无规则卷曲为主,还包括α-螺旋,β-折叠和β-转角结构。SEM下WEG样品的微观结构则显示有大量不规则片状结构,表面较为粗糙,并有一些孔洞。这些结果表明,WEG具有较高的营养价值和抗氧化活性。(2)麦胚球蛋白对急性酒精性肝损伤小鼠的保护作用:WEG处理组小鼠的肝脏指数、脾脏指数、肾指数、血清总胆固醇(TC)、血清甘油三酯(TG)、肝脏丙二醛(MDA)含量及肝脏CYP2E1的mRNA相对表达量较模型组小鼠均显著降低。同时,脑指数,肝脏还原型谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)含量及肝脏ALDH2的mRNA相对表达量显著增加。肝脏的组织形态学观察结果进一步证实了WEG对ALD的保护作用。其中以WEG中剂量组的保护效果为最佳。同时,WEG在一定程度上对肠道健康具有积极作用。(3)麦胚球蛋白对慢性酒精性肝损伤小鼠的保护作用:WEG处理组小鼠的脏器指数、血脂水平、肝脏抗氧化能力、肝脏病理组织形态、肝脏酒精代谢相关基因的表达情况均得到不同程度的改善,以WEG中剂量组作用最佳。对小鼠肠道健康进一步分析,WEG显著提高了ALD小鼠肠道菌群丰度,微生物组成也产生了较大变化。研究结论WEG能够通过改善血脂代谢紊乱、减轻肝脏氧化应激、调节酒精代谢相关基因的mRNA表达来干预酒精介导的急性和慢性肝脏损伤。基于“肠-肝轴”理论,WEG对于肝损伤小鼠肠道健康也有一定的调节作用,进一步揭示了WEG对酒精性肝损伤小鼠的保护作用机制。
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