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目的:
1.通过建立自身免疫性甲状腺炎(AIT)动物模型,研究芪箭消瘿方对AIT大鼠TLR4/MyD88/NF-κB信号通路及甲状腺炎症损伤的作用。
2.以肠道为切入点,探讨芪箭消瘿方对AIT大鼠肠道菌群及肠黏膜屏障的影响。
方法:
采用猪甲状腺球蛋白与弗氏佐剂皮下免疫注射联合高碘水喂养制备AIT大鼠模型,并随机分为对照组、模型组、硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组。自实验第7周开始,各组大鼠每天灌胃给药,连续给药6周,于实验第12周结束后行标本采集。H&E染色观察各组大鼠甲状腺组织的病理改变和结肠组织肠黏膜形态的病理改变;透射电镜观察结肠上皮细胞超微结构;ELISA检测各组大鼠血清FT3、FT4、TGAb、TPOAb、TNF-α、IFN-γ、IL-10水平及结肠组织sIgA含量变化;RT-PCR技术检测各组大鼠甲状腺组织TLR4、MyD88、NF-κBp65mRNA表达;Westernblotting检测各组大鼠甲状腺组织TLR4、MyD88、IKKβ、pIKKβ、NF-κBp65蛋白表达以及结肠组织ZO-1、Occludin蛋白表达;16SrRNA高通量测序技术检测及分析各组大鼠肠道菌群的变化。
结果:
1.实验一芪箭消瘿方对自身免疫性甲状腺炎大鼠甲状腺炎症损伤的影响
1.1ELISA结果显示:模型组大鼠血清FT3、FT4、TGAb、TPOAb、TNF-α、IFN-γ含量增加。与模型组相比,硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组大鼠血清FT3、FT4、TGAb、TPOAb、TNF-α、IFN-γ水平下降,说明各药物能够抑制AIT大鼠甲状腺功能,下调甲状腺自身抗体及促炎细胞因子水平。
1.2H&E染色结果显示:模型组大鼠甲状腺滤泡结构破坏,滤泡腔萎缩,可见淋巴细胞浸润,甲状腺组织炎症评分增高。经硒酵母及不同剂量芪箭消瘿方干预后,甲状腺滤泡结构完整性有不同程度恢复,淋巴细胞浸润程度减轻,甲状腺组织炎症评分也逐渐下降。结果表明芪箭消瘿方能够改善AIT大鼠甲状腺组织炎症损伤。
2.实验二芪箭消瘿方对自身免疫性甲状腺炎大鼠TLR4/MyD88/NF-κB信号通路的影响
2.1RT-PCR结果显示:模型组大鼠甲状腺组织TLR4mRNA、MyD88mRNA、NF-κBp65mRNA表达增加。与模型组相比,硒酵母组及芪箭消瘿方中、高剂量组甲状腺组织TLR4mRNA、MyD88mRNA、NF-κBp65mRNA表达减少,而芪箭消瘿方低剂量组表达虽然减少,但没有统计学差异。
2.2Westernblotting结果显示:模型组大鼠甲状腺组织TLR4、MyD88、IKKβ、pIKKβ、NF-κBp65蛋白表达增加。与模型组相比,硒酵母组及芪箭消瘿方中、高剂量组甲状腺组织TLR4、MyD88、IKKβ、pIKKβ、NF-κBp65蛋白表达减少,而芪箭消瘿方低剂量组表达虽然减少,但没有统计学差异。
3.实验三芪箭消瘿方对自身免疫性甲状腺炎大鼠肠道菌群的影响
3.1物种多样性结果:模型组Shannon、Simpson、chao、ace指数上升,但统计学差异均不显著,表明AIT大鼠肠道菌群物种多样性增加、丰度升高,存在菌群过度生长。与模型组相比,硒酵母组Shannon、Simpson、chao、ace指数增加,而芪箭消瘿方低、中、高剂量组Shannon、Simpson、Chao、Ace指数下降。
对照组和模型组在PC1水平上呈明显分开,硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组在PC1水平上偏离模型组的距离逐渐增大,说明各给药组大鼠肠道菌群组成结构发生显著变化。
3.2门水平物种组成:在门水平(Phylum)上,各组大鼠肠道菌群主要包括厚壁菌门Firmicutes、拟杆菌门Bacteroidetes、变形菌门Proteobacteria、柔膜菌门Tenericutes及放线菌门Actinobacteria等主要门类,前3种为优势菌门。模型组大鼠厚壁菌门Firmicutes及厚壁菌门Firmicutes与拟杆菌门Bacteroidetes比值(F/B)比例升高,拟杆菌门Bacteroidetes比例下降。硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组厚壁菌门Firmicutes比例及F/B值下降,拟杆菌门Bacteroidetes比例上升。
3.3属水平物种组成:在属水平(Genus)上,各组大鼠肠道菌群主要包括Muribaculaceae、瘤胃球菌属Ruminococcaceae、毛螺菌属Lachnospiraceae、乳酸杆菌属Lactobacillus、拟杆菌属Bacteroides、克里斯滕森菌属Christensenellaceae、普雷沃氏菌属Prevotellaceae、罗姆布茨菌属Romboutsia等,其中乳酸杆菌属Lactobacillus与普雷沃氏菌属Prevotellaceae组间变化显著。模型组大鼠乳酸杆菌属Lactobacillus和普雷沃氏菌属Prevotellaceae丰度下降。硒酵母组及芪箭消瘿方低、中剂量组乳酸杆菌属Lactobacillus丰度呈不同程度回升。而芪箭消瘿方高剂量组乳酸杆菌属Lactobacillus丰度呈下降趋势,但没有统计学差异。硒酵母组及芪箭消瘿方中、高剂量组普雷沃氏菌属Prevotellaceae丰度呈下降趋势,芪箭消瘿方低剂量组成上升趋势,均没有统计学差异。
3.4代谢通路预测结果:各组大鼠肠道微生物代谢功能大体相似,除未知功能外,其余代谢功能主要有碳水化合物运输和代谢、氨基酸转运和代谢、翻译核糖体结构和生物发生、DNA复制重组和修复、能量生成和转化、无机离子运输和代谢、核苷酸转运和代谢、信号转导机制、辅酶运输和代谢等功能。
4.实验四芪箭消瘿方对自身免疫性甲状腺炎大鼠肠黏膜屏障的影响
4.1ELISA结果显示:模型组大鼠血清IL-10及结肠组织sIgA水平下降。与模型组相比,硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组大鼠血清IL-10及结肠组织sIgA水平升高。
4.2H&E染色结果显示:模型组大鼠结肠黏膜上皮部分断裂、不完整,黏膜隐窝形态扭曲,伴有淋巴细胞浸润。经硒酵母及不同剂量芪箭消瘿方干预后,AIT大鼠结肠黏膜完整性有所恢复,淋巴细胞浸润明显减少。
4.3透射电镜结果显示:模型组大鼠结肠黏膜上皮细胞间紧密连接出现部分断裂,连接开放、疏松,桥粒密度下降,微绒毛数量减少,且排列较紊乱。硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组大鼠结肠黏膜细胞间紧密连接连续性均有不同程度恢复,连接更加紧密,肠上皮微绒毛数量增加,排列较模型组整齐。
4.4Westernblotting结果显示:模型组大鼠结肠组织ZO-1、Occludin蛋白表达减少。与模型组相比,硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组大鼠结肠组织ZO-1、Occludin蛋白表达增加。
结论:
1.芪箭消瘿方可能通过调控AIT大鼠TLR4/MyD88/NF-κB信号通路关键蛋白的表达,减少促炎细胞因子的产生,改善甲状腺滤泡结构的炎症损伤,起到保护甲状腺的作用。
2.芪箭消瘿方可能通过调节AIT大鼠肠道菌群多样性及组成结构,改善肠黏膜屏障损伤而起到治疗作用。
1.通过建立自身免疫性甲状腺炎(AIT)动物模型,研究芪箭消瘿方对AIT大鼠TLR4/MyD88/NF-κB信号通路及甲状腺炎症损伤的作用。
2.以肠道为切入点,探讨芪箭消瘿方对AIT大鼠肠道菌群及肠黏膜屏障的影响。
方法:
采用猪甲状腺球蛋白与弗氏佐剂皮下免疫注射联合高碘水喂养制备AIT大鼠模型,并随机分为对照组、模型组、硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组。自实验第7周开始,各组大鼠每天灌胃给药,连续给药6周,于实验第12周结束后行标本采集。H&E染色观察各组大鼠甲状腺组织的病理改变和结肠组织肠黏膜形态的病理改变;透射电镜观察结肠上皮细胞超微结构;ELISA检测各组大鼠血清FT3、FT4、TGAb、TPOAb、TNF-α、IFN-γ、IL-10水平及结肠组织sIgA含量变化;RT-PCR技术检测各组大鼠甲状腺组织TLR4、MyD88、NF-κBp65mRNA表达;Westernblotting检测各组大鼠甲状腺组织TLR4、MyD88、IKKβ、pIKKβ、NF-κBp65蛋白表达以及结肠组织ZO-1、Occludin蛋白表达;16SrRNA高通量测序技术检测及分析各组大鼠肠道菌群的变化。
结果:
1.实验一芪箭消瘿方对自身免疫性甲状腺炎大鼠甲状腺炎症损伤的影响
1.1ELISA结果显示:模型组大鼠血清FT3、FT4、TGAb、TPOAb、TNF-α、IFN-γ含量增加。与模型组相比,硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组大鼠血清FT3、FT4、TGAb、TPOAb、TNF-α、IFN-γ水平下降,说明各药物能够抑制AIT大鼠甲状腺功能,下调甲状腺自身抗体及促炎细胞因子水平。
1.2H&E染色结果显示:模型组大鼠甲状腺滤泡结构破坏,滤泡腔萎缩,可见淋巴细胞浸润,甲状腺组织炎症评分增高。经硒酵母及不同剂量芪箭消瘿方干预后,甲状腺滤泡结构完整性有不同程度恢复,淋巴细胞浸润程度减轻,甲状腺组织炎症评分也逐渐下降。结果表明芪箭消瘿方能够改善AIT大鼠甲状腺组织炎症损伤。
2.实验二芪箭消瘿方对自身免疫性甲状腺炎大鼠TLR4/MyD88/NF-κB信号通路的影响
2.1RT-PCR结果显示:模型组大鼠甲状腺组织TLR4mRNA、MyD88mRNA、NF-κBp65mRNA表达增加。与模型组相比,硒酵母组及芪箭消瘿方中、高剂量组甲状腺组织TLR4mRNA、MyD88mRNA、NF-κBp65mRNA表达减少,而芪箭消瘿方低剂量组表达虽然减少,但没有统计学差异。
2.2Westernblotting结果显示:模型组大鼠甲状腺组织TLR4、MyD88、IKKβ、pIKKβ、NF-κBp65蛋白表达增加。与模型组相比,硒酵母组及芪箭消瘿方中、高剂量组甲状腺组织TLR4、MyD88、IKKβ、pIKKβ、NF-κBp65蛋白表达减少,而芪箭消瘿方低剂量组表达虽然减少,但没有统计学差异。
3.实验三芪箭消瘿方对自身免疫性甲状腺炎大鼠肠道菌群的影响
3.1物种多样性结果:模型组Shannon、Simpson、chao、ace指数上升,但统计学差异均不显著,表明AIT大鼠肠道菌群物种多样性增加、丰度升高,存在菌群过度生长。与模型组相比,硒酵母组Shannon、Simpson、chao、ace指数增加,而芪箭消瘿方低、中、高剂量组Shannon、Simpson、Chao、Ace指数下降。
对照组和模型组在PC1水平上呈明显分开,硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组在PC1水平上偏离模型组的距离逐渐增大,说明各给药组大鼠肠道菌群组成结构发生显著变化。
3.2门水平物种组成:在门水平(Phylum)上,各组大鼠肠道菌群主要包括厚壁菌门Firmicutes、拟杆菌门Bacteroidetes、变形菌门Proteobacteria、柔膜菌门Tenericutes及放线菌门Actinobacteria等主要门类,前3种为优势菌门。模型组大鼠厚壁菌门Firmicutes及厚壁菌门Firmicutes与拟杆菌门Bacteroidetes比值(F/B)比例升高,拟杆菌门Bacteroidetes比例下降。硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组厚壁菌门Firmicutes比例及F/B值下降,拟杆菌门Bacteroidetes比例上升。
3.3属水平物种组成:在属水平(Genus)上,各组大鼠肠道菌群主要包括Muribaculaceae、瘤胃球菌属Ruminococcaceae、毛螺菌属Lachnospiraceae、乳酸杆菌属Lactobacillus、拟杆菌属Bacteroides、克里斯滕森菌属Christensenellaceae、普雷沃氏菌属Prevotellaceae、罗姆布茨菌属Romboutsia等,其中乳酸杆菌属Lactobacillus与普雷沃氏菌属Prevotellaceae组间变化显著。模型组大鼠乳酸杆菌属Lactobacillus和普雷沃氏菌属Prevotellaceae丰度下降。硒酵母组及芪箭消瘿方低、中剂量组乳酸杆菌属Lactobacillus丰度呈不同程度回升。而芪箭消瘿方高剂量组乳酸杆菌属Lactobacillus丰度呈下降趋势,但没有统计学差异。硒酵母组及芪箭消瘿方中、高剂量组普雷沃氏菌属Prevotellaceae丰度呈下降趋势,芪箭消瘿方低剂量组成上升趋势,均没有统计学差异。
3.4代谢通路预测结果:各组大鼠肠道微生物代谢功能大体相似,除未知功能外,其余代谢功能主要有碳水化合物运输和代谢、氨基酸转运和代谢、翻译核糖体结构和生物发生、DNA复制重组和修复、能量生成和转化、无机离子运输和代谢、核苷酸转运和代谢、信号转导机制、辅酶运输和代谢等功能。
4.实验四芪箭消瘿方对自身免疫性甲状腺炎大鼠肠黏膜屏障的影响
4.1ELISA结果显示:模型组大鼠血清IL-10及结肠组织sIgA水平下降。与模型组相比,硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组大鼠血清IL-10及结肠组织sIgA水平升高。
4.2H&E染色结果显示:模型组大鼠结肠黏膜上皮部分断裂、不完整,黏膜隐窝形态扭曲,伴有淋巴细胞浸润。经硒酵母及不同剂量芪箭消瘿方干预后,AIT大鼠结肠黏膜完整性有所恢复,淋巴细胞浸润明显减少。
4.3透射电镜结果显示:模型组大鼠结肠黏膜上皮细胞间紧密连接出现部分断裂,连接开放、疏松,桥粒密度下降,微绒毛数量减少,且排列较紊乱。硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组大鼠结肠黏膜细胞间紧密连接连续性均有不同程度恢复,连接更加紧密,肠上皮微绒毛数量增加,排列较模型组整齐。
4.4Westernblotting结果显示:模型组大鼠结肠组织ZO-1、Occludin蛋白表达减少。与模型组相比,硒酵母组及芪箭消瘿方低、中、高剂量组大鼠结肠组织ZO-1、Occludin蛋白表达增加。
结论:
1.芪箭消瘿方可能通过调控AIT大鼠TLR4/MyD88/NF-κB信号通路关键蛋白的表达,减少促炎细胞因子的产生,改善甲状腺滤泡结构的炎症损伤,起到保护甲状腺的作用。
2.芪箭消瘿方可能通过调节AIT大鼠肠道菌群多样性及组成结构,改善肠黏膜屏障损伤而起到治疗作用。