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        熊果酸經(jīng)NF-κB 通路抑制LPS 誘導(dǎo)奶牛子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞炎性反應(yīng)

        2021-12-17 03:37:54王俊博韓文昌曹榮峰付開強(qiáng)
        中國畜牧雜志 2021年12期
        關(guān)鍵詞:性反應(yīng)空白對照細(xì)胞因子

        王俊博,高 峰,韓文昌,曹榮峰,付開強(qiáng)

        (青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,山東青島 266109)

        奶牛子宮內(nèi)膜炎是導(dǎo)致奶牛不孕的主要原因之一[1],其病因主要是大腸桿菌等革蘭氏陰性菌感染[2]。臨床上多采用子宮灌注抗生素來治療奶牛子宮內(nèi)膜炎[3],但抗生素治療易產(chǎn)生細(xì)菌耐藥性且造成牛奶中抗生素殘留,因此“減抗和替抗”、中藥治療成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。本課題組前期用革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的脂多糖(LPS)成功構(gòu)建了奶牛子宮內(nèi)膜炎細(xì)胞模型[4],并對系列中藥單體的抗炎作用進(jìn)行初步研究,發(fā)現(xiàn)多種中藥成分均能抑制炎性反應(yīng),抗子宮內(nèi)膜炎復(fù)方中藥中一般都含天然三萜羧酸化合物——熊果酸(UA),UA 廣泛分布于7個(gè)科46 個(gè)屬的62 種植物中,其參與植物的防御作用,對動(dòng)物有抗氧化、抗炎和抗癌等作用,是我國批準(zhǔn)的二類新藥[5-6]。UA 具有抗炎、抗氧化等生物活性[7],能通過調(diào)節(jié)MAPK/NF-κB 信號通路來抑制四氯化碳誘導(dǎo)的肝臟炎癥[5]。而UA 對奶牛子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞炎性反應(yīng)的作用及其機(jī)制尚未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)旨在探討在體外細(xì)胞模型中UA 對炎性細(xì)胞因子和NF-κB 信號通路活化情況,研究該藥對奶牛子宮內(nèi)膜炎的抗炎作用及其調(diào)控信號通路,為挖掘熊果酸的臨床應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持,也為篩選抗奶牛子宮內(nèi)膜炎的中藥成分提供方法。

        1 材料與方法

        1.1 細(xì)胞系、主要試劑和儀器 奶牛子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞(GD-C0507,上海冠導(dǎo)生物工程有限公司);熊果酸(純度≥98%,北京索萊寶科技有限公司);脂多糖(O111:B4,美國Sigma-Aldrich 公司);HiScript II One Step qRT-PCR SYBR Green Kit 試 劑 盒、FastPure Cell/Tissue Total RNA Isolation Kit V2 試劑盒、BCA 試劑盒(南京諾唯贊生物科技股份有限公司);CCK8 試劑盒(北京比奧生物科技有限公司);Phospho-NF-κB P65、NF-κB P65、Phospho-IκBα(bs-0982R、bs-0465R、bs-18129R,北京奧博森生物技術(shù)有限公司);IκBα(10268-1-AP,武漢三鷹生物技術(shù)有限公司);β-actin(ab8227,英國Abcam 公司);二抗Goat Anti-rabbit IgG/HRP(bs-0295G,北京博奧森生物技術(shù)有限公司)。熒光定量PCR 儀(瑞士Roche 公司);全自動(dòng)酶標(biāo)儀(RT-6000 型,美國Rayto 公司)等。

        1.2 CCK8 比色法測定細(xì)胞活力 BEECs 用含10%胎牛血清的EMEM,5%二氧化碳37℃培養(yǎng),用0.25%胰蛋白酶進(jìn)行傳代。將細(xì)胞接種于96 孔板中,1×104個(gè)/孔,培養(yǎng)24 h,加0、1、5、10、20、50 和100 μmol/L UA 100 μL 處 理3 h,再 加10 μL 的CCK8,孵 育3 h,用酶標(biāo)儀在450 nm 處檢測吸光值。

        1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)課題組建立的BEECs 炎性反應(yīng)模型,利用1 μg/mL 的LPS 刺激3 h 使BEECs 發(fā)生炎癥反應(yīng),換液后用合適濃度UA(5、10、20 μmol/L)處理BEECs 3 h。試驗(yàn)分為5 組,分別為空白對照組、LPS 組和LPS+UA(5、10、20 μmol/L)組,以進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

        1.4 qRT-PCR 測mRNA 含量 用試劑盒提取各組中BEECs 總RNA,檢測RNA 濃度。試劑盒檢測mRNA 含量的反應(yīng)條件為:50℃反轉(zhuǎn)錄3 min,95℃預(yù)變性30 s,95 ℃ 10 s,60 ℃ 30 s 循環(huán)40 次。PCR反應(yīng)體系20 μL:10 μL 2 × One Step SYBR Green Mix,1 μL One Step SYBR Enzyme Mix,0.4 μL 引物(10 μmol/L,序列見表1),2 μL RNA模板(20 ng/μL),RNase-free ddH2O補(bǔ)至20 μL,檢測IL-1β、IL-6、TNF-α的mRNA 表達(dá)。

        表1 引物信息

        1.5 蛋白免疫印跡分析 試劑盒提取各組細(xì)胞蛋白并測蛋白濃度,加入等體積的2×Buffer,95℃煮5 min。分別用10% 分離膠和5% 濃縮膠制作電泳凝膠板,每孔加入30 μg 樣品,電壓120 V,電泳70 min。切割凝膠在轉(zhuǎn)膜液中浸泡后,置于轉(zhuǎn)膜槽中,電流220 mA,轉(zhuǎn)膜90 min。5% 脫脂奶粉,搖床2 h 封閉;棄封閉液,TBST 洗3 次,將膜放入一抗孵育液中 4℃過夜?;厥找豢?,TBST 洗膜3 次,每次10 min;加入二抗(1:2000)孵育,搖床2 h 后,TBST 洗膜3 次,每次10 min;ECL 孵育、顯影并用Image J 計(jì)算各蛋白帶灰度值,以β-actin 作為內(nèi)參。

        1.6 統(tǒng)計(jì)分析 使用GraphPad Prism 8.0 的單因素方差分析(One-way ANOVA)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,P<0.05 和P<0.01 分別表示差異顯著和極顯著。

        2 結(jié)果

        2.1 UA 對BEECs 活力的影響 如圖1 所示,與空白對照組相比,UA 濃度為100 μmol/L 時(shí)BEECs 的存活率極顯著降低。

        圖1 UA 對BEECs 活力的影響

        2.2 UA 對LPS 誘導(dǎo)BEECs 促炎性細(xì)胞因子基因表達(dá)水平 的影響 由圖2 可知,LPS 刺 激后,IL-6、TNF-α和IL-1β的基因表達(dá)水平較空白對照組均有提高(P<0.01);而加入U(xiǎn)A 后3 種促炎性細(xì)胞因子的基因表達(dá)水平較LPS 組均下降(P<0.01)。

        圖2 UA 對LPS 誘導(dǎo)BEECs 促炎性細(xì)胞因子基因表達(dá)水平的影響

        2.3 UA 抑制BEECs炎性反應(yīng)中NF-κB通路相關(guān)蛋白含量的變化 如圖3 所示,用LPS 刺激BEECs 3 h 后,與空白對照組相比,p65 和IκBα的磷酸化水平顯著升高,IκBα的表達(dá)水平顯著降低;而在加入U(xiǎn)A 處理后,與空白對照組相比,p65 和IκBα的磷酸化水平顯著降低,IκBα的表達(dá)水平顯著升高,且與空白對照組表達(dá)水平基本相同,p65 蛋白含量未發(fā)生變化。

        圖3 UA 對LPS 誘導(dǎo)BEECs NF-κB 信號通路的變化

        3 討 論

        奶牛子宮內(nèi)膜受到革蘭氏陰性菌侵襲,細(xì)菌釋放的LPS 被子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞的TLR 識別,進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)使IκB激酶(IKK)活化,IKK 將IκB/NF-κB復(fù)合物中的IκB 亞基調(diào)節(jié)位點(diǎn)的絲氨酸磷酸化,使得IκB 亞基被泛素化修飾,NF-κB p65 活化為p-p65 轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中,致使上述促炎因子轉(zhuǎn)錄,并翻譯大量TNF-α、IL-6和IL-1β等促炎性細(xì)胞因子,進(jìn)而使子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞發(fā)生炎性反應(yīng)[9-14]。本研究發(fā)現(xiàn),1 μg/mL LPS 處理BEECs 3 h 后,IL-1β、IL-6和TNF-α的mRNA 顯著升高,能夠促進(jìn)p65 和IκB 磷酸化。因此LPS 能夠代表革蘭氏陰性菌的侵襲作用,構(gòu)建奶牛子宮內(nèi)膜炎的細(xì)胞模型。

        通過圍繞奶牛子宮內(nèi)膜炎的細(xì)胞模型進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),小檗堿、丹參酮等中藥單體能下調(diào)促炎性細(xì)胞因子,抑制子宮內(nèi)膜的炎癥反應(yīng)[15-17]。UA 不論單獨(dú)使用,還是與其他藥物配合使用,均具有顯著治療病毒性肝炎[7]和抑制胃腫瘤細(xì)胞的增殖和炎癥反應(yīng)的作用[18]。本試驗(yàn)通過CCK-8 發(fā)現(xiàn),UA 濃度在1~50 μmol/L 時(shí)對BEECs 活力無影響,UA 濃度為100 μmol/L 時(shí)BEECs的存活率較空白對照組極顯著降低,因此,本試驗(yàn)選用UA濃度是5、10、20 μmol/L處理BEECs 3 h 進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

        qRT-PCR 結(jié)果表明,LPS 刺激后,IL-6、TNF-α和IL-1β3 種促炎性細(xì)胞因子的基因表達(dá)水平均極顯著提高,說明BEECs 發(fā)生了炎性反應(yīng)。而加入U(xiǎn)A 處理后,3 種促炎性細(xì)胞因子的基因表達(dá)水平均顯著下降,因此,可以認(rèn)為UA 可以抑制LPS 誘導(dǎo)BEECs 發(fā)生的炎性反應(yīng)。通過Western blot 結(jié)果表明,LPS 激活了BEECs炎性反應(yīng)中NF-κB 通路。而加入U(xiǎn)A 處理后能夠降低p65 磷酸化,并減少IκB 降解及磷酸化,說明作為抗氧化、抗炎的UA 能夠通過抑制NF-κB 信號通路減輕LPS 誘導(dǎo)BEECs 的炎性因子基因表達(dá)。

        4 結(jié) 論

        本試驗(yàn)結(jié)果表明,LPS(1 μg/mL)刺激3 h 能誘導(dǎo)BEECs 炎性反應(yīng),UA 可通過抑制NF-κB 信號通路減輕LPS 誘導(dǎo)奶牛子宮內(nèi)膜炎細(xì)胞模型的炎性反應(yīng),有望成為抗奶牛子宮內(nèi)膜炎的新型藥物。

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