摘要肠缺血再灌注(I/R)损伤可引起局部和远处组织、器官损伤,严重者造成多器官功能障碍甚至衰竭,围术期死亡率极高,但目前针对肠I/R损伤的防治措施有限且效果欠佳。坏死性凋亡是一种与炎症反应紧密联系的新型程序性死亡方式。研究表明,肠上皮细胞的坏死性凋亡在肠I/R损伤的发生、发展中扮演重要角色。网络药理学是一种预测药物作用及作用机制的新兴技术。熊果酸(UA)是一种五环三萜类化合物,广泛存在于多种天然植物中。研究报道,UA具有肠道保护作用,并能减轻心、脑、肝、肾和视网膜的I/R损伤。但目前少有研究关注UA对肠I/R损伤的治疗作用,且具体作用机制尚未阐明。<br> 目的:探讨UA对肠I/R损伤中坏死性凋亡的影响及调控机制,为UA防治肠I/R损伤提供理论依据。<br> 方法:<br> 1.UA对小鼠肠I/R损伤的影响<br> C57BL/6小鼠肠系膜上动脉缺血45min后再灌注2h,建立肠I/R损伤模型。将小鼠随机分为4组:假手术(Sham)组、Sham+UA组、I/R损伤(IRI)组和IRI+UA组。Sham+UA组和IRI+UA组小鼠造模前7d接受40mg/kg/d UA灌胃干预。取血清检测肠壁通透性标志物FD4、DAO、i-FABP、D?乳酸和炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6水平,取肠组织测定Chiu’s评分和紧密连接蛋白Occludin、Claudin-5、ZO-1水平。<br> 2.UA对肠I/R损伤中RIP1/RIP3/MLKL通路介导的坏死性凋亡的影响<br> 在体外实验中,IEC-6细胞氧糖剥夺(OGD)3h后复氧(R)4h,建立细胞OGD/R损伤模型。将细胞分为4组:正常(Control)组、Control+UA组、OGD/R组和OGD/R+UA组。Control+UA组和OGD/R+UA组细胞造模前4h接受15μM UA干预。检测细胞中ZO-1蛋白水平、炎症因子TNF、IL-1β、IL-6mRNA水平、坏死性凋亡相关蛋白RIP1、p-RIP3、p-MLKL、HMGB1、TLR4和NF-κB p65水平。<br> 在体内实验中,建立肠I/R损伤小鼠模型,UA预处理小鼠,检测肠组织中坏死性凋亡细胞的数量、坏死性凋亡相关蛋白水平。<br> 3.探索UA调控肠I/R损伤中坏死性凋亡的上游靶基因<br> 搜集多个数据库获取UA治疗肠I/R损伤的靶基因,根据degree评分筛选核心靶基因。将排名靠前的关键核心靶基因编码的蛋白与UA进行分子对接。对核心靶基因进行GO和KEGG富集分析。检索与坏死性凋亡相关的关键核心靶基因。<br> 在体外实验中,建立IEC-6细胞OGD/R损伤模型,UA预处理细胞,检测细胞中预测的关键核心靶基因mRNA水平、蛋白水平和蛋白磷酸化水平。在体内实验中,建立肠I/R损伤小鼠模型,UA预处理小鼠,检测肠组织中预测的关键核心靶基因蛋白水平和蛋白磷酸化水平。<br> 4.验证UA通过STAT3调控坏死性凋亡减轻肠I/R损伤<br> 根据第三章实验结果,推测UA调控肠I/R损伤中坏死性凋亡的上游靶基因是STAT3,本章进一步探索STAT3在UA调控坏死性凋亡中的作用。在体外实验中,建立IEC-6细胞OGD/R损伤模型,将细胞分为6组:Control组、OGD/R组、OGD/R+UA组、OGD/R+UA+Col(colivelin,STAT3激动剂)组、OGD/R+Sta(stattic,STAT3抑制剂)组和OGD/R+UA+Sta组,按分组处理细胞。检测细胞中ZO-1蛋白水平、炎症因子mRNA水平、STAT3蛋白磷酸化水平和坏死性凋亡相关蛋白水平。<br> 在体内实验中,建立肠I/R损伤小鼠模型,将小鼠随机分为6组:Sham组、IRI组、IRI+UA组、IRI+UA+Col组、IRI+Sta组和IRI+UA+Sta组,按分组处理小鼠。检测肠组织病理学损伤程度、肠组织中坏死性凋亡细胞的数量、STAT3蛋白磷酸化水平和坏死性凋亡相关蛋白水平。<br> 结果:<br> 1.UA减轻小鼠肠I/R损伤<br> UA可改善肠I/R损伤小鼠肠组织病理学损伤程度,降低Chiu’s评分,减少血清中肠壁通透性标志物和炎症因子含量,升高肠组织中紧密连接蛋白水平。<br> 2.UA抑制肠I/R损伤中RIP1/RIP3/MLKL通路介导的坏死性凋亡<br> 体外实验发现,UA能升高OGD/R损伤细胞中ZO-1蛋白水平,降低炎症因子mRNA水平,减少坏死性凋亡相关蛋白表达。<br> 体内实验发现,UA能减少肠I/R损伤小鼠肠组织中坏死性凋亡细胞的数量,降低坏死性凋亡相关蛋白表达水平。<br> 3.UA可能通过STAT3抑制肠I/R损伤中的坏死性凋亡<br> 经数据库检索,获取UA治疗肠I/R损伤的靶基因121个,从中筛选出核心靶基因49个,其中排名第一的是STAT3。将STAT3蛋白与UA进行分子对接,对接能为-7.6kcal/mol,表示二者有很强的结合能力。GO和KEGG富集分析结果显示,生物学通路主要包括凋亡、TNF和I-κB/NF-κB信号通路,提示坏死性凋亡的存在。KEGG PATHWAY数据库检索发现,STAT信号通路调控坏死性凋亡性凋亡关键分子RIP1。<br> 体内、外实验发现,UA可降低肠I/R损伤小鼠肠组织和OGD/R损伤IEC-6细胞中STAT3蛋白的磷酸化水平,进一步验证了上述网络药理学的预测结果。<br> 4.UA通过STAT3抑制RIP1/RIP3/MLKL通路介导的坏死性凋亡减轻肠I/R损伤<br> 体外实验发现,UA和Sta分别干预的OGD/R损伤IEC-6细胞中,ZO-1蛋白水平升高,炎症因子mRNA水平降低,STAT3蛋白磷酸化水平降低,坏死性凋亡相关蛋白表达减少;Sta与UA共同干预比UA单独干预治疗效果更好;而Col干预逆转了UA对细胞OGD/R损伤的治疗作用。<br> 体内实验发现,UA和Sta分别干预的肠I/R损伤小鼠肠组织病理学损伤程度减轻,Chiu’s评分降低,肠组织中坏死性凋亡的细胞减少,STAT3蛋白磷酸化水平降低,坏死性凋亡相关蛋白表达减少;Sta与UA共同干预比UA单独干预治疗效果更好;而Col干预逆转了UA对小鼠肠I/R损伤的治疗作用。<br> 结论:UA通过抑制STAT3激活调节RIP1/RIP3/MLKL通路介导的坏死性凋亡,减轻肠I/R损伤。
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