基于MAPK/Nrf2-HO-1信号通路探究桦木酸对T-2毒素致小鼠免疫器官氧化损伤的保护作用及其分子机制

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nhk1970
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T-2毒素主要是由镰刀菌属三线镰刀菌、拟枝孢镰刀菌、梨孢镰刀菌、粉红镰刀菌、禾谷镰刀菌和雪腐镰刀菌等的特定菌株产生,属于毒性最强的一种A类单端孢霉烯族化合物。动物食用被T-2毒素污染的饲料或者长期接触感染导致机体的免疫系统、造血系统、循环系统、代谢系统、生殖系统等出现急性及亚慢性中毒,严重影响畜禽的生产性能。T-2毒素发挥细胞毒性的重要机制是产生过量的自由基,进而导致机体氧化应激。桦木酸(Betulinic acid,BA)是一种植物源性的五环三萜类物质,具有免疫调节、抗炎、抗氧化应激等生物活性。BA通过抗氧化应激对糖皮质激素致淋巴细胞凋亡具有保护作用。BA对T-2毒素致免疫器官氧化损伤是否具有改善作用,具体作用机制如何?还未见报道。目的:本试验采用腹腔注射T-2毒素诱导小鼠免疫器官氧化损伤模型,研究BA对T-2毒素致小鼠免疫器官氧化损伤的保护作用及其潜在的作用机制,旨为缓解机体氧化应激提供调控靶点,为BA在畜禽健康养殖中的应用提供理论基础。方法:将60只健康雄性昆明小鼠随机分为6组,即对照组、T-2毒素组、BA低、中、高剂量(0.25、0.50、1.00mg/kg bw)组,以及100mg/kg维生素E组。对照组和T-2毒素组灌服1%的可溶性淀粉溶液,其余BA低、中、高剂量组和维生素E组分别灌服混悬于可溶性淀粉中不同剂量的BA和维生素E,1次/d,连续14d后,除对照组注射酒精和PBS混合液(酒精:PBS=1:12.5)外,其余5组均腹腔注射T-2毒素(4mg/kg,1ml酒精溶解,12.5ml PBS稀释)诱导氧化损伤模型。15h后,处死小鼠,收集血液和淋巴器官。检测小鼠血液学和血清生理生化指标,小鼠脾脏和胸腺活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和总抗氧化能力(Total antioxidant capacity,T-AOC)水平;H&E染色观察脾脏和胸腺的组织形态学变化,电子透射显微镜观察脾脏超微结构。Western blot检测丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路中p38丝裂原活化蛋白激酶(p38mitogen-activated protein kinase,p38 MAPK)、c-Jun N端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)、和细胞外调节蛋白激酶(Extracellular regulated protein kinases,ERK1/2)蛋白表达及其蛋白磷酸化水平;检测核因子E2相关因子2(Nuclear factor erythroid-2 related factor 2,Nrf-2)-血红素氧合酶1(Hemeoxygenase-1,HO-1)信号通路中Keap1(Epoxy chloropropane Kelch sample related protein-1,Keap1)、Nrf-2和HO-1蛋白表达。结果:1)BA预处理抑制T-2毒素致血清肌酐、甘油三酯和IgG水平的升高(P<0.01),恢复血液中白细胞数(P<0.05)和淋巴细胞数(P<0.01),但对IgM没有显著影响;2)BA预处理后,极显著降低T-2毒素致脾脏和胸腺ROS水平的升高(P<0.01);3)BA预处理后,增强脾脏和胸腺中SOD活性,降低MDA含量,升高胸腺中GSH含量,显著提高脾脏中T-AOC水平(P<0.05);4)对脾脏和胸腺进行H&E染色观察,BA可减少脾脏组织中的炎性细胞浸润和胸腺内淤血;脾脏超微结构观察发现,BA可改善脾脏细胞中线粒体的形态,丰富细胞器数目;5)Western blot检测发现,BA预处理极显著下调T-2毒素致脾脏和胸腺MAPK信号通路中JNK、p38和ERK1/2蛋白磷酸化水平(P<0.01);BA预处理极显著降低脾脏中Keap1蛋白表达(P<0.01),显著增强胸腺中Keap1蛋白表达(P<0.05),能极显著升高脾脏和胸腺细胞核内Nrf-2和HO-1蛋白表达(P<0.01)。结论:BA对T-2毒素诱导的免疫器官氧化损伤具有保护作用,这种保护作用与调节相关免疫因子,清除免疫器官内ROS水平,降低脂质过氧化,提高抗氧化能力有关,从而达到抗氧化应激作用。这种抗氧化应激作用主要通过抑制MAPK信号通路中p38、JNK和ERK1/2蛋白磷酸化,同时激活Nrf-2-HO-1信号通路进行调控。
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