虾青素干预对脂多糖诱导炎症反应小鼠的保护作用

发布时间：2020-05-10 15:05

【摘要】：动物的肠道是营养物质吸收的主要场所,开放的肠道容易受到各种外界环境的刺激发生炎症反应。而炎症反应往往会引起体内炎症因子的系列变化,进一步诱导产生氧化应激,加重肠道及相关组织的损伤,导致疾病发生。因此抑制或预防炎症反应的发生和发展,将是目前治疗疾病或降低疾病发生的优选策略之一。动物的肠道与肝脏在功能上有着密切的关系,它们组成的肠肝轴在机体营养物质的吸收和代谢中占据重要地位。因此,在观测动物肠道炎症反应的发生和发展时,常常将肠道和肝脏组织的变化情况作为整体观察对象进行研究。本团队前期研究发现虾青素在体外培养的小鼠原代肝脏细胞中表现出优良的抗炎、抗氧化特性,但在动物体内是否具有相似的特性尚需研究。本试验拟以脂多糖诱导炎症模型中小鼠的肠道和肝脏为切入点,研究虾青素对急性炎症反应下小鼠体内炎症因子和抗氧化能力的影响及其与NF-κB信号通路的关系,初步探讨虾青素干预对急性炎症小鼠肠肝轴的作用方式。40只昆明小鼠被随机分成四组:对照组、虾青素组、LPS组、保护组。虾青素组与保护组小鼠在LPS处理前饲喂虾青素15天,LPS组与保护组小鼠接受1mg/kg的LPS处理3h。研究结果如下:(1)建立了虾青素对脂多糖诱导急性炎症小鼠的保护模型。与其他LPS时间处理组相比,1mg/kg的LPS处理3h后血清与回肠组织中TNF-α、IL-6、IL-1β的分泌与表达量均显著升高(P0.05)。而剂量分别为25mg/kg、50mg/kg和100mg/kg的虾青素组与LPS组相比,炎性因子在血清和回肠中的分泌与表达量均显著降低(P0.05)或有下降趋势。表明添加虾青素对小鼠急性炎症具有一定的缓解作用,经选择确定了后续试验方案。(2)在研究虾青素干预对急性炎症小鼠机体的影响时,发现与LPS组相比,保护组小鼠在血清和肠、肝组织中炎症因子的分泌和基因表达量及NF-κB p65蛋白表达量均显著降低(P0.05)。说明虾青素可通过NF-κB信号通路的调控对急性炎症小鼠肠道和肝脏起到积极的保护作用。(3)在观测虾青素干预对肠道和肝脏组织中抗氧化水平的影响时,发现与LPS组相比,虾青素处理能够显著提高肠道及肝脏中抗氧化酶SOD、CAT、GSH-px、GCLC的活性和基因表达量,并降低MDA的含量(P0.05)。说明虾青素提升了小鼠体内的抗氧化能力。(4)在对小鼠肠道及肝脏组织形态学的观察中发现,与LPS组相比,保护组肠道黏膜和绒毛形态较完整,并且肝细胞形态完好,肝脏损伤程度低。提示虾青素干预可以保护肠道屏障完整性,并能维护肝细胞功能。由上研究结果发现,虾青素干预能够维护小鼠肠道屏障及肝脏组织的形态学结构,提升机体的抗氧化能力,抑制NF-κB信号通路,降低机体中炎性因子的表达,从多方面缓解肠道和肝脏的应激损伤。初步证实了虾青素干预对脂多糖诱导急性炎症反应小鼠具有保护作用,其机制还有待今后进一步深入研究。
【图文】：

肠道菌群,共同作用,炎症性肠病,适应性免疫

图 1-1 膳食因素、肠道菌群与肠屏障损害共同作用于 NAFLD[23]Fig.1-1 The interplay between dietary factors, gut microbiota, and gut barrier damage in thedevelopment of NAFLD[23]1.1.2 肠肝轴与疾病完整的肠道屏障可以防御细菌产物和可致病的有害物质，但当肠道屏障遭受损伤后，肠肝轴便会放大肠道菌群与肝脏 TLRs（Toll like receptors）之间的级联信号，导致机体发生氧化应激、胰岛素抵抗、肝脏炎症和纤维化等变化[19]。膳食结构改变、肠道微生物失衡和致病菌侵入等因素可引起肠道紧密连接分子结构的改变，导致肠道屏障功能损害。动物的肠道尤其是婴幼儿和幼龄动物极易被环境影响引发肠道炎症，导致疾病的发生。炎症性肠病（IBD）就是其中一种慢性非特异性肠道疾病，它由环境污染引起（如胃肠道感染，非甾体抗炎药物使用或其他环境毒素）并在遗传易感个体中引发，而后使某些共生细菌的先天性和适应性免疫反应过度，且这一过程可被各种环境因素改变。先天性免疫系统会引发肠道炎症，而适应性免疫反应将导致并维持慢性炎症[20]。虽然炎症性肠病

炎性因子,小鼠血清,虾青素,保护模型

1.2.2 虾青素保护模型的建立在确定 LPS 剂量及作用时间后，进行虾青素预保护模型试验中虾青素最佳作用剂量的筛选。如图 1-3 所示，与对照组相比，饲喂虾青素 25mg/kg，50 mg/kg，，100 mg/kg 的小鼠血清中炎性因子水平并无显著差异（P<0.05），而与 LPS 组相比，各个剂量的虾青素使血清中炎性因子均呈现降低趋势。如图 1-4 所示，回肠组织中炎性因子 mRNA 的相对表达量与血清中的变化呈现相似的变化趋势。说明饲喂此三个剂量的虾青素对小鼠均无毒性作用，并且初步提示虾青素预保护对 LPS 诱导的小鼠急性炎症模型中血清和回肠炎性因子的分泌和基因表达有一定的影响。综合结果考虑，我们选择剂量为 50 mg/kg 的虾青素进行接下来更深入的分析与探讨。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S852.2

【参考文献】