虾青素干预酒精性肝损伤炎症反应的信号机制研究

发布时间：2020-07-18 16:29

【摘要】：酒精性肝病(Alcoholic liver disease,ALD)的患病率在逐年升高,已成为世界范围内严重危害人类健康的常见疾病之一,是一个全球性健康问题。因此,深入研究ALD的发病机制和干预策略意义重大。长期饮酒造成人体内各器官组织不同程度的伤害。肝脏因受酒精刺激损伤症状明显成为疾病研究的关注焦点,但肠道菌群对的变化整个机体的作用不应被忽视。肠-肝轴学说从整体角度思考阐述肠道与肝脏疾病之间内在的关系,为研究酒精性肝损伤中的作用提供了理论支持。炎症反应是机体受到刺激时体内的一种自身保护性反应,炎症信号通路调节功能失衡会导致各种疾病发生。酒精刺激所引发的肝脏组织氧化应激反应及炎症反应是ALD重要致病机制。大量研究证实,NF-κB、TLRs、NLRs、MAPK等炎症反应信号通路在ALD发生中扮演十分重要的角色。因此,以这些信号通路为靶点的调控,是酒精性肝损伤预防和治疗的有效策略。虾青素(Astaxanthin,AST)是类胡萝卜素家族的重要一员。具有较强的抗氧化功能,并且还具有抗应激、抗炎、免疫调节和对抗细胞凋亡等多种作用,是一种需深入探究和利用的功能性天然色素。已有研究证实虾青素具有保护小鼠酒精性脂肪肝的作用,但是针对虾青素干预在长期慢性酒精性肝损伤模型中炎症反应的信号机制研究,国内外尚未见报道。将C57BL/6J雄性小鼠随机分为非高脂饲料组(ND)、高脂对照组(Con)、虾青素干预组(AST)、酒精组(Et)、虾青素干预的虾青素酒精组(EtAST)共五组。采用Lieber-DeCarli方式饲喂高脂液体饲料12周,建立慢性酒精肝损伤模型,并使用虾青素进行干预。动物实验结束后对小鼠的生理生化指标进行检测,观察肝脏组织形态变化,对肝脏组织进行转录组差异分析及小鼠肠道菌群分析,使用荧光定量PCR和蛋白免疫印迹法对转录组差异分析结果进行验证,探索虾青素干预对酒精性肝损伤的保护作用及其作用的分子机制。研究结果如下:1、在肝脏损伤和炎症反应方面观察到,虾青素能够降低血液中谷丙转氨酶、谷草转氨酶的含量以及内毒素的水平,抑制肝脏组织中促炎因子的基因表达,并抑制肝脏细胞凋亡现象。在脂质代谢方面观察到,虾青素干预还能使小鼠体重和肝重指数显著降低,血液中甘油三酯和低密度脂蛋白含量明显下降,血液中调节脂肪堆积的脂联素水平升高,肝组织脂滴形态显著变小,脂肪堆积明显改善,炎性细胞浸润减少等现象。证实了虾青素对小鼠慢性酒精性肝损伤具有显著的保护作用。2、肝脏组织转录组高通量测序分析结果显示,各处理组在差异基因的数量上存在明显差别。与空白组相比,酒精组极显著上调了炎症反应(Toll样受体、NOD样受体、趋化因子)系列信号通路的关键基因表达水平,而虾青素干预组的炎症反应相关信号通路基因被抑制。进一步进行验证发现,虾青素能够通过调控炎症反应相关的主要信号通路(Toll样受体、NOD样受体、MAPK和NF-κB),抑制酒精诱导的炎性因子的表达,对小鼠的酒精性肝损伤发挥良好的保护作用。3、对小鼠肠内容物中肠道菌群进行Metastats分析发现,虾青素干预后肠道菌群在Bacteroidetes(拟杆菌门)和Proteobacteria(变形菌门)的丰度有显著降低,而Verrucomicrobia(疣微菌门)的丰度显著升高,与空白对照组ND组相似,而酒精组则相反。说明虾青素干预改变了肠道菌群的组成结构,改善了因酒精刺激造成的肠道菌群的失衡状态。综上所述,本研究依照“肠-肝轴”学说,从血液、肝组织、肠道菌群及基因和蛋白表达等不同角度,观测虾青素干预对酒精性肝损伤模型小鼠的影响。发现了虾青素能够通过调控一系列炎症相关信号通路基因和蛋白的表达,影响肠道菌群的结构和组成的平衡,显著改善了肝、肠组织的内环境,促进小鼠血液中促炎症因子含量下降,使得血液中内毒素的含量显著降低,脂联素的含量明显升高,肝损伤及脂肪堆积相关酶的水平显著降低、肝脏组织中脂肪堆积现象减轻等一系列变化,证实了虾青素对酒精性肝损伤具有明显的保护作用。本研究为阐明虾青素对酒精性肝损伤的作用机制提供了新的证据,并为进一步研究虾青素的功能及应用提供了新方向。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R575
【图文】：

酒精性肝病,文献,发病机制

吉林大学博士学位论文1.1.3 酒精性肝病的发病机制关于ALD发病机理的早期研究，主要集中于乙醇代谢类型及代谢产物的危害、肝脏脂肪变性、酒精代谢相关酶含量异常、氧化应激和甲硫氨酸代谢异常、谷胱甘肽耗竭、营养失调以及内毒素释放导致枯否细胞活化等方面。近年来关于ALD发病机制的研究已经有了很大进展，重点从肝细胞的炎性刺激和凋亡产生机制、TNF-α在受损肝细胞中的变化及其调控等方面进行了研究[15]，从分子机理方面深入研究酒精性肝病相关的细胞信号通路。在ALD发病机制研究中，基于“肠-肝轴”的肝肠关联的认识，日益受到基础和临床研究的高度重视。

酒精性肝病,参考文献,适应性免疫,发病机制

第 1 章引言导蛋白质加合物的形成，作为抗原激活肝脏适应性免疫[40-42]。但酒精激活适应性免疫的具体作用机制还尚未明确。ALD的发病机制很复杂，各种因素相互联系从而促进ALD的发生和发展。目前国内外的研究为我们了解ALD的发病机制奠定了一定的基础，但仍有许多问题有待进一步研究。

分子结构图,虾青素,分子结构

素及其研究进展素（Astaxanthin，AST）是一种酮类胡萝卜素。在许多海洋生鲑鱼、虾、蟹以及淡水中藻类等[88]。它是动物体内唯一能通过卜素，属于非维生素 A 原的氧化型类胡萝卜素。近年来经过T 具有极强的抗氧化、抗癌、抗炎等生物活性，是生物活性较-91]。近年来，许多学者已证实，虾青素在抑制肝纤维化、预防轻胰岛素抵抗和非酒精性脂肪肝等方面发挥着重要作用[92-95]化妆品、保健品及养殖等多种行业也具有广泛应用，已成为功方面研究的热点之一。素的结构及理化性质

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