基于内质网应激通路探讨桦木酸对酒精性肝损伤的保护机制

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ytw2001
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背景:桦木酸(betulinic acid,BA)是一种萃取自白桦树皮的五环三萜类化合物,具有抗氧化应激、增强免疫力等生物学活性。我们前期研究发现,BA调控线粒体信号通路对酒精性肝损伤具有预防性保护作用。而酒精性肝损伤与内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERs)导致的细胞凋亡密切相关,那么BA的保肝作用是否与其调控ERs进程有关?其具体调控机制如何?目前还未见报到。目的:从ERs通路研究BA缓解酒精性肝损伤的调控机制。阐释BA对酒精性肝损伤的调控机理,为其临床研究提供一定的科学依据,对BA在临床上的应用与开发具有重要实际意义。方法:(1)60只雄性KM小鼠随机分为6组(n=10),即空白组,0.5 mg/kg BA组,酒精组(50%乙醇,10 ml/kg),低、中、高剂量BA(0.25、0.5和1 mg/kg)+酒精组。BA连续灌胃14 d后,收集血液和肝脏进行以下实验:BA对酒精性肝损伤的保护作用:检测小鼠血液中谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST)、谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)的含量及肝脏中TG、TC、一氧化氮(nitric oxide,NO)和Ca2+的含量;H&E染色观察肝脏细胞形态变化;透射电镜观察肝脏超微结构变化;Tunel检测肝脏细胞凋亡情况。BA对酒精性肝脏损伤小鼠内质网应激的影响:PCR检测ER通路Grp78、Grp94、Caspase-3、Caspase-7和Caspase-12 m RNA变化;Western blot检测ER通路中Grp78、Grp94、ATF6、IRE1α、p-IRE1α、PERK、p-PERK、CHOP、Caspase-12和Caspase-7蛋白表达变化;Western blot检测丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路中c-Jun N端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)、细胞外调节蛋白激酶(Extracellular regulated protein kinases,ERK)和p38丝裂原活化蛋白激酶(p38mitogen-activated protein kinase,p38 MAPK)蛋白表达及其磷酸化。(2)50只雄性KM小鼠随机分为5组(n=10),即空白组,酒精组(50%乙醇,10 ml/kg),BA(1 mg/kg)+酒精组,ERs抑制剂4-苯丁酸(4-phenylbutyric acid,4-PBA)+酒精组,BA+4-PBA+酒精组。BA连续灌胃14d后,进行以下实验:基于内质网应激研究BA缓解酒精性肝损伤的分子机制:检测肝脏中Ca2+和活性氧(reactive oxygen species,ROS)的含量;H&E染色观察肝脏形态学变化;Tunel检测肝细胞凋亡情况;Western blot检测ER信号通路中ATF6、IRE1α、p-IRE1α、PERK、p-PERK、CHOP和Caspase-7蛋白表达变化。结果:(1)BA预处理降低酒精引起的血清AST、ALT、TC和TG水平的升高,降低肝脏中TC、TG、NO和Ca2+的水平;形态学观察发现BA预处理缓解酒精致肝脏脂肪沉积和细胞器病变,Tunel检测发现BA降低酒精引起的肝细胞凋亡。这说明BA通过降低血清酶的活性,抑制肝脏脂质沉积,恢复肝脏形态结构,减少肝细胞凋亡,从而对酒精导致的肝损伤具有预防性保护作用。(2)BA预处理降低酒精性肝损伤诱导的ERs。BA预处理降低肝脏Grp78、Grp94、Caspase-3、Caspase-7和Caspase-12 m RNA表达,抑制ER通路中Grp78、Grp94、ATF6、p-IRE1α/IRE1α、p-PERK/PERK、CHOP、Cleave-Caspase-12/Pro-Caspase-12和Cleave-Caspase-7/Pro-Caspase-7蛋白表达;同时,BA预处理下调MAPK信号通路中p-JNK、p-ERK和p-p38蛋白表达。说明BA通过抑制ERs通路和MAPK信号通路,对酒精性肝损伤具有保护作用。(3)BA和4-PBA预处理均降低了酒精诱导的Ca2+升高,抑制了ATF6、p-IRE1α/IRE1α、p-PERK/PERK、CHOP和Cleave-Caspase-7/Pro-Caspase-7蛋白表达。另外,BA能降低酒精致肝脏ROS升高。说明抑制ROS的产生和ERs在BA缓解酒精性肝损伤中发挥重要作用。结论:BA通过降低ROS水平,抑制MAPK和ERs信号通路,对酒精性肝损伤具有保护作用。
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