FOXO4对酒精诱导大鼠肠上皮细胞屏障损伤的机制研究及益生菌对其保护性作用

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ciancomjy
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酒精性肝病(Alcoholic liver disease,ALD)是由于长期大量饮酒导致的肝脏疾病。初期通常表现为脂肪肝,进而可发展成酒精性肝炎、肝纤维化和肝硬化。严重酗酒时可诱发广泛肝细胞坏死,甚至肝功能衰竭。据统计,ALD已经成为欧美国家人群患肝硬化及肝癌的首要原因。近年来,我国人群中酗酒导致的肝损伤比例也逐年上升,ALD已成为我国常见的肝脏疾病之一,严重危害人民健康。而目前短期内过量饮酒的现象往往比酗酒成瘾造成的慢性酒精摄入更为常见。环境、遗传因素等在ALD的进程中也起到至关重要的作用。因此短期内过量饮酒的危害不容忽视,急性酒精中毒造成全身多器官系统损害的同时,其对肝脏的急性损伤表现与发病机制也应受到关注。   在复杂的发病机制中,内毒素与细胞因子,尤其是TNFα的作用是目前研究的热点之一。为模拟临床中常见的急性酒精性肝损伤的病理生理表现,我们首先建立急性酒精性肝病动物模型,并应用抗TNFα-IgG抗体进行阻断,观察内毒素,TNFα在急性酒精性肝病时对肠黏膜上皮细胞紧密连接蛋白的影响,为进一步研究其发病机制及预防提供理论依据。   目的   1、通过酒精灌胃诱导急性酒精性肝病的方法建立大鼠实验性急性酒精性肝病模型,验证TNFα在疾病发生发展中的作用。进一步验证酒精导致肠道通透性所诱导的内毒素血症与肝脏TNFα的产生增加有密切关系。   2、进一步明确TNFα在急性酒精摄入导致肠黏膜损伤的机制,进一步阐明TNFα、FOXO4、NF-κB及紧密连接蛋白之间的关系。   3、比较益生菌VSL#3与传统药物谷氨酰胺预防及治疗大鼠急性酒精摄入致肠黏膜损伤的作用。   方法:   第一部分雄性Wister大鼠64只,随机分成8组,每组8只。分组如下:正常;急性酒精性肝病模型;模型+TNFα;模型+抗TNFα-IgG抗体;模型+wortmannin;模型+IGF-1;模型+等量生理盐水腹腔注射;模型+等量生理盐水尾静脉注射。检测血清肝功,内毒素,TNFα,电镜下观察小肠黏膜的变化,小肠标本行RT-PCR、Western Blotting、免疫组化技术检测Occludin、ZO-1、FOXO4及NF-κB用。   第二部分雄性Wister大鼠56只,随机分成7组,每组8只,除第一组外,按上述方法建立大鼠急性酒精性肝病模型。分组如下:正常;模型组;模型+谷氨酰胺灌胃;模型+VSL#3灌胃;模型+热灭活VSL#3;模型+VSL#3+谷氨酰胺;模型+生理盐水。实验期间观察指标以及标本采集、处理与第一部分相同。检测血清肝功,内毒素,TNFα,电镜下观察小肠黏膜的变化,实验动物小肠标本行RT-PCR、Western Blotting检测Occludin、 ZO-1。观察各组之间治疗效果。   结果:   第一部分   应用生化学及ELISA等方法检测血清肝功,内毒素及TNFα可以发现:正常对照组大鼠血清的表达水平最低,造模后的大鼠上述指标表达水平升高,与正常对照组有显著性差异(P<0.05),造模前给予TNFα及IGF-1后,表达水平进一步升高,与G组有显著性差异(P<0.05)。相反造模前给予抗TNFα-IgG抗体及wortmannin后,其表达水平明显低于模型组(G组),有显著性差异,而二者之间无显著性差异(P>0.05)。即上述三种指标由低到高的顺序依次为正常组,模型+wortmannin,模型+抗TNFα-IgG抗体,模型+等量生理盐水尾静脉注射,模型+等量生理盐水腹腔注射,模型组,模型+IGF-1,模型+TNFα。   应用RT-PCR及Westem Blotting两种方法检测Occludin,ZO-1及NF-κB mRNA水平与蛋白质水平:正常对照组大鼠小肠组织TJ表达水平最高,造模后的大鼠上述指标表达水平降低,与正常对照组有显著性差异(P<0.05),造模前给予TNFα及IGF-1后,表达水平进一步降低,与G组有显著性差异(P<0.05)。相反造模前给予抗TNFα-IgG抗体及wortmannin后,其表达水平明显高于模型组,有显著性差异,而二者之间无显著性差异(P>0.05)。即TJ由高到低的顺序依次为正常组,模型+wortmannin,模型+抗TNFα-IgG抗体,模型+等量生理盐水尾静脉注射,模型+等量生理盐水腹腔注射,模型组,模型+IGF-1,模型+TNFα。而小肠组织NF-κB的表达水平与TJ的表达呈反比   应用免疫组化及Western Blotting检测小肠组织FOXO4及p-FOXO4:正常对照组大鼠小肠组织的p-POXO4表达水平最低,造模后的大鼠p-POXO4表达水平升高,与正常对照组有显著性差异(P<0.05),造模前给予TNFα及IGF-1后,表达水平进一步升高,与G组有显著性差异(P<0.05)。相反造模前给予抗TNFα-IgG抗体及wortmannin后,其表达水平明显低于模型组,有显著性差异,而二者之间无显著性差异(P>0.05)。即p-POXO4由低到高的顺序依次为正常组,模型+wortmannin,模型+抗TNFα-IgG抗体,模型+等量生理盐水尾静脉注射,模型+等量生理盐水腹腔注射,模型组,模型+IGF-1,模型+TNFα.   第二部分   应用生化学及ELISA等方法检测血清肝功,内毒素及TNFα可以发现:正常对照组大鼠血清上述三种指标的表达水平最低,造模后的大鼠表达水平明显升高,与正常对照组有显著性差异(P<0.05),于灌胃前给予益生菌VSL#3、复方谷氨酰胺及热灭活VSL#3预处理的各组大鼠肝功等指标表达水平明显改善,与模型组相比有显著性差异(P<0.05),但高于正常对照组。其中使用益生菌VSL#3及复方谷氨酰胺联合治疗组治疗的疗效略好于其他三个治疗组,没有显著性差异。活性VSL#3与热灭活VSL#3治疗组,上述三指标表达亦没有显著性差异。即肝功,内毒素及TNFα由低到高的顺序依次为正常组,模型+VSL#3+谷氨酰胺灌胃,模型+VSL#3,模型+热灭活VSL#3,模型+谷氨酰胺,模型组+生理盐水,模型组。   应用RT-PCR及Western Blotting两种方法检测TJ(Occludin,ZO-1):正常对照组大鼠小肠组织上述三种指标的表达水平最高,造模后的大鼠表达水平明显降低,与正常对照组有显著性差异(P<0.05),于灌胃前给予益生菌VSL#3、复方谷氨酰胺及热灭活VSL#3预处理的各组大鼠TJ表达水平明显改善,与模型组相比有显著性差异(P<0.05),但低于正常对照组。其中使用益生菌VSL#3及复方谷氨酰胺联合治疗组治疗的疗效略好于其他三个治疗组,没有显著性差异。活性VSL#3与热灭活VSL#3治疗组,上述三指标表达亦没有显著性差异。即大鼠小肠组织TJ高到低的顺序依次为正常组,模型+VSL#3+谷氨酰胺灌胃,模型+VSL#3,模型+热灭活VSL#3,模型+谷氨酰胺,模型组+生理盐水,模型组。   结论:   1、急性酒精性肝病时血浆内毒素水平与血清TNFa水平呈正相关,与肝损伤的程度呈正相关。同时大鼠体内增高的TNFa能降低小肠黏膜上皮细胞紧密连接蛋白Occludin和ZO-1的分布及表达。   2、血清TNFa水平影响FOXO4的活性,FOXO4通过磷酸化与去磷酸化调节NF-κB的表达,进而影响TJ(Occludin和ZO-1)的表达。   3、益生菌合剂VSL#3与热灭活VSL#3对急性酒精性肝损伤有一定的疗效,其治疗作用与传统治疗保护肠黏膜药物谷氨酰胺相当,三者之间无显著性差异,益生菌VSL#3与谷氨酰胺联合治疗急性酒精性肝损伤的疗效最佳。
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