黄芩苷调控鸡毒支原体感染所致鸡巨噬细胞极化的机制研究

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鸡毒支原体(Mycoplasma gallisepticum,MG)是一类常见于鸡、鸭等禽类的病原微生物。MG感染可引起鸡慢性呼吸道系统疾病,同时降低机体免疫力,易与其他病原体发生混合感染,导致鸡的死亡率增加。MG无细胞壁,通常使用大环内酯类和喹诺酮类等抗菌药进行治疗,但近年来由于MG耐药性的增加,需要寻找新的防治方法。黄芩苷是中药黄芩的有效成分,具有明显的抗炎、抗微生物和抗氧化作用,在临床治疗MG感染中发挥重要作用。巨噬细胞(macrophage)受到刺激后可极化为M1型和M2型巨噬细胞,分别发挥促炎和抗炎作用,M1/M2的动态变化始终贯穿于疾病的发生与发展过程。本课题组前期研究证明黄芩苷可缓解MG感染导致的炎症损伤,但是MG感染对鸡巨噬细胞的影响及机制还不清楚,因此本研究以巨噬细胞极化为切入点,通过光学显微镜、透射电子显微镜、ELISA、RT-q PCR、Western blot等实验方法,探讨黄芩苷在MG感染致鸡巨噬细胞极化中作用及其机制,为中药防治MG提供新的思路和方向。(1)MG感染对HD11细胞极化的影响本研究选择鸡巨噬细胞(HD11)进行体外实验。通过CCK-8法测定MG Rlow(1×10~9CCU/m L)对HD11细胞活力的影响,选取400 MOI作为感染剂量,在MG感染HD11细胞4、6、8、10 h时,分别收集空白对照组(NC组)与MG感染组(MG组)细胞样品进行后续实验。光学显微镜观察结果表明,NC组HD11细胞的形态与数量未发生明显改变,在MG感染4、6 h时M1型巨噬细胞数量增加;在MG感染8、10 h时M2型巨噬细胞数量增加。透射电镜下观察到,在MG感染6 h时细胞膜褶皱,细胞质出现空泡,线粒体肿胀,染色质凝集;在MG感染10 h时,细胞膜破裂,细胞质中空泡增多且增大,部分线粒体缩小。与NC组相比,MG组细胞上清液中IL-6含量在感染4、6、8、10 h时显著增加(p<0.05),IL-10含量在感染10 h时显著增加(p<0.05);MG组细胞中i NOS、TNF-α、IL-6的m RNA表达水平在感染4、6 h时显著增多(p<0.05),细胞中IL-10、TGF-β、VEGFA的m RNA表达水平在感染10 h时显著增多(p<0.05);MG组细胞中i NOS、TNF-α蛋白表达量在感染4、6 h时显著增加(p<0.05)。(2)黄芩苷对MG感染所致HD11细胞极化的影响使用CCK-8法测得黄芩苷作用于M1型巨噬细胞极化模型的最佳干预时间和浓度分别为6 h和150μg/m L。试验分为空白对照组(NC组)、MG感染组(MG组)、黄芩苷对照组(BC组)、黄芩苷干预组(BI组),收取各组细胞样品进行后续试验。结果发现,BI组与MG组相比,HD11细胞中M1型巨噬细胞数量减少;细胞伪足减少,细胞质空泡减少,线粒体肿胀数目减少;细胞上清液中IL-6、TNF-α含量显著降低(p<0.05),IL-10含量显著增加(p<0.05);细胞中i NOS、TNF-α、IL-6的m RNA表达水平显著下降(p<0.05),IL-10、TGF-β、VEGFA的m RNA表达水平显著增多(p<0.05);TLR4、P38(MAPK)、P65(NF-κB)的m RNA表达水平显著减少(p<0.05),TLR4、p-P38/P38、p-P65/P65蛋白表达量显著降低(p<0.05);细胞中TNF-α、i NOS蛋白表达量显著减少(p<0.05)。(3)MG感染对肺脏巨噬细胞极化的影响本研究选择7日龄白来航雏鸡进行体内实验。将60只来航鸡随机分为两组,空白对照组(NC组):左侧气囊接种0.2 m L生理盐水与MG感染组(MG组):左侧气囊接种0.2 m L MG Rlow菌液,在MG感染后3、5、7 d剖检取肺脏组织进行后续实验。与NC组相比,在MG感染3 d时,肺脏中部分肺泡破裂,存在少量淤血,在5、7 d时,肺脏中大部分肺泡破裂,炎性细胞浸润;在MG感染5 d时,肺脏中细胞线粒体缩小,细胞核畸形,部分细胞破碎,在MG感染7 d时,破碎细胞增多,内容物溶解,核固缩;在MG感染3 d和5 d时IL-6含量显著增多(p<0.05),在7 d时IL-10含量显著增多(p<0.05);MG组i NOS、TNF-α、IL-6的m RNA表达水平在3 d和5 d时显著增多(p<0.05),IL-10、TGF-β、VEGFA的m RNA表达水平在感染7 d时显著增多(p<0.05);MG组肺脏组织中TNF-α、i NOS蛋白表达量在3 d和5 d时显著增多(p<0.05)。(4)黄芩苷对MG感染所致鸡肺脏巨噬细胞细胞极化的影响将60只白来航雏鸡随机分为四组:空白对照组(NC组)、MG感染组(MG组)、黄芩苷对照组(BC组)、黄芩苷干预组(BI组)。研究发现,与MG感染组相比,BI组鸡中肺泡结构完整,炎性细胞浸润减少;肺脏细胞中细胞质空泡减少,细胞核略有恢复,仅部分细胞破碎;IL-6和TNF-α含量显著减少(p<0.05),IL-10含量显著增加(p<0.05);i NOS、TNF-α、IL-6的m RNA表达水平显著减少(p<0.05),IL-10、TGF-β、VEGFA的m RNA表达水平显著增多(p<0.05);TLR4、P38、P65的m RNA表达水平显著减少(p<0.05),TLR4、p-P38/P38、p-P65/P65蛋白表达量显著降低(p<0.05);细胞中TNF-α、i NOS蛋白表达量显著减少(p<0.05)。综上所述,MG感染可诱导HD11细胞与鸡肺脏巨噬细胞发生极化,在MG感染6 h时HD11细胞主要发生M1型极化,在MG感染10 h时主要发生M2型极化;在MG感染雏鸡5 d时,肺脏中巨噬细胞主要发生M1型极化,在7 d时主要发生M2型极化。黄芩苷可通过抑制TLR4-MAPK/NF-кB信号通路缓解巨噬细胞M1型极化,促进巨噬细胞M2型极化,减轻MG感染所致的炎症损伤。本研究为MG感染的治疗方案开拓新的思路与方向,同时为黄芩苷在临床治疗MG感染提供理论依据。
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