美洛昔康对脂多糖处理的奶牛子宫内膜上皮细胞增殖的影响机制研究

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子宫感染常见于奶牛产后,容易引发子宫炎或子宫内膜炎等疾病,导致奶牛繁殖能力下降,淘汰率上升,给奶牛产业带来巨大的经济损失。临床上常见的引发奶牛子宫内膜炎的因素有病原微生物感染、继发于其它疾病和饲养管理不当等,其中大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli是一种常见的病原微生物,其脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)是重要的致病因子。在正常生理状况下,奶牛产后子宫复旧受多种因素影响,包括个体差异、激素水平和饲养管理水平等,子宫复旧的程度和速度对奶牛整个繁殖周期具有重要意义。提高子宫复旧的水平对奶牛产业的发展具有积极作用。在临床上,非甾体抗炎药(Non-steroidal anti-inflammatory drugs,NSAID)常用于奶牛难产镇痛和治疗乳腺炎与子宫内膜炎等炎性疾病,其中美洛昔康(Meloxicam,MEL)已开始用于治疗奶牛子宫炎和子宫内膜炎。目前已有研究发现MEL在治疗奶牛乳腺炎和人类癌症时可以抑制组织和细胞的生长,但MEL对奶牛子宫内膜再生以及产后子宫修复的影响尚未报道。因此,揭示MEL对奶牛子宫内膜细胞增殖修复的影响机制具有重要意义。本实验以原代奶牛子宫内膜上皮细胞(Bovine endometrial epithelial cells,BEECs)为研究对象,通过LPS诱导上皮细胞炎性反应,在分子水平上探究MEL对BEECs增殖的影响机制,从而为临床上科学合理的使用MEL药物治疗子宫内膜炎提供理论参考。为探究MEL对BEECs细胞增殖的影响,采用CCK-8法、流式细胞术和细胞划痕实验检测细胞活力水平、细胞周期和增殖情况。结果表明:采用5×10-2μM、5×10-1μM、5 μM和5×101 μM的MEL分别处理BEECs 24 h,对上皮细胞活力无影响(P>0.05);用10 μg/mLLPS单独处理,或LPS与MEL(0.5μM或5μM共处理细胞24、48和72 h,对上皮细胞活力均无影响(P>0.05)。通过检测0、3、6、12和24 h的细胞迁移速度,探究0.5 μM和5μM MEL对细胞迁移率的影响,结果表明,MEL处理24 h对细胞迁移无影响(P>0.05);LPS与MEL共处理24 h可以降低(P<0.01)细胞迁移率。细胞周期的检测结果表明,MEL(0.5 μM或5 μM)处理24 h对BEECs的细胞周期无影响(P>0.05);10 μg/mL LPS处理,或LPS与MEL(0.5 μM或5μM)共处理24 h,G1期的细胞减少(P<0.05),S期的细胞增多(P<0.01),细胞周期阻滞在G0/G1期。采用荧光定量PCR技术检测MEL对BEECs中环氧合酶-1(Cyclooxygenase-1,COX-1)、环氧合酶-2(Cyclooxygenase-2,COX-2)、Toll 样受体 4(TLR4)和增殖相关因子mRNA转录水平的影响。结果显示,10 μg/mL LPS和MEL(0.5 μM或5 μM)共处理3、12和24 h,细胞COX-1和TLR4基因表达无明显变化(P>0.05),COX-2基因表达明显降低(P<0.01);用10 μg/mLLPS单独处理或LPS与MEL(0.5 μM或5 μM)共处理细胞3、12和24 h,检测细胞增殖相关基因血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)、结缔组织生长因子(Connective tissue growth factor,CTGF)、转化生长因子-β1(Transforming growth factor-β1,TGF-β1)、TGF-β3 和胰岛素样生长因子受体(Insulin-like growth factor receptor,IGFR)的表达水平。结果表明,与空白对照组相比,LPS处理组细胞上述各基因表达水平无明显变化或出现下降(P<0.05);与LPS组相比,LPS和MEL共处理组细胞的这些生长因子表达水平明显下降(P<0.05)。探究MEL对LPS诱导的BEECs中Wnt/β-catenin和PI3K/AKT信号通路蛋白水平的影响。结果表明,MEL(0.5μM或5μM)单独处理细胞,对β-catenin、c-Myc、细胞周期蛋白 D1(cyclin D1)和糖原合成酶激酶(Glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)的蛋白表达水平、β-catenin蛋白的分布以及PI3K和AKT的磷酸化水平无明显影响(P>0.05);与空白对照组相比,LPS处理组细胞上述各蛋白表达水平上升(P<0.01);与LPS组相比,10 μg/mLLPS和MEL(0.5 μM或5 μM)共处理组的细胞内各蛋白表达量和磷酸化水平均下降(P<0.01),MEL阻止了 LPS诱导的β-catenin入核,β-catenin分布在细胞膜上。综上所述,MEL单独处理对BEECs细胞活力、细胞周期和增殖无明显影响。在发生炎性反应时,MEL抑制了 BEECs的增殖,阻断细胞周期进程,降低细胞迁移率,抑制炎性反应的同时抑制细胞VEGF、CTGF、IGFR、TGF-β1和TGF-β3的基因表达以及Wnt/β-catenin和PI3K/AKT通路的活化。这些结果提示,MEL对炎性反应状态的子宫内膜上皮细胞增殖有抑制作用,并且,可能是通过Wnt/β-catenin和PI3K/AKT通路介导的细胞增殖抑制效应。
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