紫云英苷通过NOX2ROSNF-κB信号通路抑制哮喘气道炎症

更新时间:2023-07-01 13:54:09 阅读: 评论:0

atestheinflammatorydamageaftercerebralischemia reperfusion.Methods Themiddlecerebralarteryoc clusion(MCAO)modelwasestablishedbyLongameth od.TheratsafterMCAOwererandomlydividedinto:modelgroup,RvD1groupandRvD1+Boc 2group,andasham operatedgroupwassetupascontrolaswell.Cerebralinfarctvolumewasmeasured,MPOac tivitiesinratbrainweremeasuredbyimmunofluores cence.TheexpressionandlocalizationofFPR2/Iba 1,CD16/Iba 1andCD206/Iba 1weredetectedbyimmu nofluorescencedoublelabelingmethod.Theexpres sionsofTNF α,IL 1βandiNOSinM1andTGF β,IL 10,Arg 1inM2weredetectedbyRT qPCR.Re sults RvD1significantlyreducedcerebralinfarctionvolumeandtheexpressionofMPO,anditsreceptorFPR2wasexpressedinmicroglia.RvD1down regula tedM1markersCD16+/Iba 1+cellsandthemRNAexpressionofTNF α,IL 1β,iNOS,and
up regulatedM2markersCD206+/Iba 1+cellsandthemRNAex pressionsofTGF β1,IL 10,Arg 1.TheeffectofRvD1waspartiallyblockedbyBoc 2(FPR2antago nist).Conclusions RvD1canreduceinflammationviaFPR2afterischemic reperfusioninjury,anditsmechanismmayberelatedtopromotionofthepolariza tionofthemicrogliafromM1toM2.
Keywords:RvD1;FPR2;cerebralischemia reperfu sion;microglia;M1/M2phenotype;polarization
网络出版时间:2021-5-2810:42 网络出版地址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20210527.1458.022.html
紫云英苷通过NOX2/ROS/NF κB信号通路抑制哮喘气道炎症
马小斐,刘函晔,王丹丹,宋艺兰,延光海,李良昌
(吉林省过敏性常见疾病免疫与靶向研究重点实验室,延边大学医学院,吉林延吉 133002)
doi:10.3969/j.issn.1001-1978.2021.06.011
文献标志码:A文章编号:1001-1978(2021)06-0797-06中国图书分类号:
摘要:目的 探究紫云英苷(astragalin,AG)对哮喘小鼠气道炎症的影响及作用机制。方法 SPF级雄性小鼠50只随机分为正常组、哮喘模型组、紫云英苷低(AG25)、中(AG50)、高(AG100)剂量组。鸡卵白蛋白吸入制备哮喘小鼠模型,收取支气管肺泡灌洗液(BALF)后,Diff Quik染色计数细胞数量,ELISA检测BALF中IL 4、IL 5、IL 13水平。HE染色观察小鼠肺组织炎症变化。利用DCFH DA探针检测ROS水平,比色法检测SOD活性和MDA含量。Westernblot检测肺组织IL 4、IL 5、IL 13、NOX2、p47phox、p NF κBp65、NF κBp65、IκBα、p IκBα和β actin表达。结果 AG明显减少BALF各炎症细胞及总细胞数量,降低BALF和肺组织IL 4、IL 5、IL 13含量,减少肺组织炎症细胞浸润。AG抑制NOX2和p47phox表达,降低ROS水平和MDA水平,提高SOD活性,抑制IκBα和NF κBp65磷酸化。结论 AG通过NOX2/ROS/NF kB信号通路调节氧化应激反应减轻哮喘气道炎症。
收稿日期:2021-02-05,修回日期:2021-03-29
十佳少先队员演讲稿基金项目:国家自然科学基金资助项目(No82060008)
作者简介:马小斐(1993-),女,硕士生,研究方向:过敏性疾病研究,E mail:2275141369@qq.com;
刘函晔(1995-),女,博士生,研究方向:过敏性疾病研
究,共同第一作者,E mail:445075439@qq.com;
李良昌(1978-),男,博士,副教授,研究方向:过敏性疾
病研究,通讯作者,E mail:lclee@ybu.edu.cn关键词:紫云英苷;哮喘;氧化应激;NOX2;ROS;NF κB
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
劳改营  哮喘(asthma)是一种慢性炎症性疾病。Th2类细胞因子如白介素(interleukin,IL)4、5和13等促进IgE生成和炎症细胞浸润导致过敏性哮喘的发生。哮喘的治疗通常使用皮质类固醇药物,长期激素类药物的应用会导致一系列不良反应,因此需要寻找更安全有效的哮喘治疗药物。
紫云英苷(astragalin,AG)是百蕊草、黄芪等多种传统药用植物的生物活性成分,近年来研究表明其具有明显的抗炎作用。在脂多糖(lipopolysaccha ride,LPS)诱导的急性肺损伤模型小鼠中发现紫云英苷能明显降低TNF α、IL 1β和IL 6的水平[1],减轻氧化应激并抑制卡拉胶诱导的足肿胀模型小鼠炎症反应[2],抑制LPS诱导巨噬细胞的核转录因子κB(nuclearfactorkappaB,NF κB)激活和炎症介质释放[3],也有研究报道紫云英苷通过降低细胞因子信号抑制物 3(suppressorofcytokinesignaling 3,SOCS 3)抑制Th2细胞因子介导的哮喘气道炎症[4]。虽然紫云英苷抗哮喘等炎症的作用已经被证实,但从氧化应激方面探讨其抗哮喘作用的研究却没有被深
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中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jun;37(6):797-802
入阐述。本论文旨在确定紫云英苷通过NOX2/ROS/NF κB抑制哮喘氧化应激和气道炎症。
1 材料与方法
篮球学校1.1 实验材料、试剂
1.1.1实验动物 清洁级BALB/c小鼠50只,♂,6-8周龄,购自延边大学实验动物中心,合格证号为:SCXK(吉)2017 0003。正常饮食,室温下饲养。一切动物实验均通过延边大学医学院医学伦理审查,遵循相关动物保护法。
1.1.2 实验试剂 紫云英苷(MCE公司,货号:HY N0015),OVA(美国Sigma,货号:A3782),氢氧化铝凝胶(美国Sigma,货号:1017502);活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)检测DCFH DA探针(碧云天公司,货号:S0033S);超氧化物歧化酶(superoxidedis mutase,SOD)检测试剂盒(南京建成公司,货号:A001 3 2),丙二醛(malondialdehyde,MDA)检测试剂盒(南京建成公司,货号:A003 1 2);IL 4(货号:BMS613)、I
L 5(货号:BMS610)、IL 13(货号:BMS6015)的ELISA试剂盒(Invitrogen,美国);IL 4(sc 53084)、IL 5(sc 398334)、p47phox(sc 17845)、p IκBα(sc 8404)、p NF κBp65(sc 166748)抗体(SantCruz,美国);NADPH氧化酶2(NOX2)(ab129068)、IL 13(ab108501)、IκBα(ab32518)、NF κBp65(ab16502)和β actin(ab8226)抗体(ab cam,英国)。
1.2 实验方法
1.2.1 小鼠哮喘模型制备 小鼠分5组:正常(Normal),哮喘(Model),紫云英苷低(AG25),中(AG50)和高(AG100)剂量组,每组10只。每组小鼠在d1和d14腹腔注射OVA(10μg)和氢氧化铝(1mg)悬浊液200μL致敏,在d21-23,模型小鼠用OVA(0 1g)生理盐水混合液10mL雾化吸入,吸入时间持续30min,正常小鼠用生理盐水代替。紫云英苷组在激发前1h分别按25,50和100mg·kg-1灌胃治疗。
1.2.2 收集实验 最后一次激发24h后处死小鼠,暴露气管,将1mL生理盐水注入气管后回抽获取支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolarlavagefluid,BALF),离心取上清用于ELISA检测,沉淀再悬浮,取200μL甩片后Diff Quik染色。小鼠左肺上叶固定后石蜡包埋。其余肺叶提取蛋白。
1.2.3 BALF中细胞因子测定  ELISA法检测BALF中IL 4、IL 5、IL 13等细胞因子的水平。实验操作参照说明书。
1.2.4 小鼠肺切片HE染色 石蜡包埋的肺组织5μm连续切片,脱蜡后HE染色,观察小鼠肺部炎症变化。
1.2.5 ROS、MDA和SOD含量检测 500mg右肺组织匀浆后制备细胞悬液,按照说明书装载DCFH DA探针,流式细胞仪上机检测ROS水平。实验操作参照说明书。比色法检测MDA和SOD水平。1.2.6 Westernblot 肺组织加适量的RIPA裂解液进行裂解,放置冰上后每10min震荡1次,30min后10000g离心取上清,测定蛋白浓度后上样。110V恒压分离蛋白,300mA恒流电转至PVDF膜上。5%脱脂奶粉封闭PVDF膜,TBST洗膜后加入IL 4、IL 5、IL 13、NOX2、p47phox、IκBα、NF κBp65和β actin一抗(1∶1000稀释)4℃过夜。d2,TBST洗膜后用HRP标记的二抗室温孵育2h。ECL发光后AI600凝胶成像仪进行摄像分析。
1.3 统计学处理 采用SPSS17 0统计软件进行分析,计量资料以珋x±s表示,多组计量资料采用单因素方差分析(One wayANOVA),组间两两比较采用LSD法。
2 结果
2.1 紫云英苷对哮喘小鼠BALF中炎症细胞的影响 对各组小鼠BALF炎症细胞进行计数,结果表明:与正常组小鼠相比,模型组小鼠炎性细胞总数,嗜酸性粒细胞、中性粒细胞和淋巴细胞数量明显升高(P<0 05),紫云英苷中、高剂量组能降低哮喘小鼠炎症细胞和细胞总数(P<0 05),而且随着紫云英苷剂量的增加,细胞总数,嗜酸性粒细胞、中性粒细胞和淋巴细胞数量明显下降,见Tab1。
Tab1 EffectofastragalinoncellnumbersandcompositionsinBALFofasthmaticmice(珋x±s,n=10,×107·L-1)
GroupTotalcellsLymphocytesNeutrophilsEosinophils
Normal7.59±1.120.29±0.080.42±0.091.02±0.19
Model25.89±5.69 3.69±0.92 2.39±0.54 19.52.42±4.36 AG25mg·kg-123.57±4.383.26±0.852.12±0.3917.95±3.19
AG50mg·kg-114.26±3.25#1.95±0.35#1.35±0.25#10.12±2.86#
AG100mg·kg-110.33±2.11#1.54±0.42#1.18±0.15#7.16±1.18#
  P<0 05vsnormal;#P<0 05vsmodel
2.2 紫云英苷对哮喘小鼠BALF和肺组织中IL 4,IL 5和IL 13影响 ELISA结果可见:与正常组相比,模型组小鼠BALF中IL 4,IL 5和IL 13含量明显增加,差异具有统计学意义(P<0 05);紫云英苷中、高剂量能够降低哮喘小鼠IL 4,IL 5和IL 13水平,差异具有统计学意义(P<0 05),见Tab2。并且ELISA结果与Westernblot结果一致,见Fig1。提示紫云英苷能够改善OVA诱导的哮喘小鼠Th2炎症反应。
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·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jun;37(6)
fadar
Fig1 EffectofastragalinonIL 4,IL 5andIL 13
expressionsinlungtissuesofasthmaticmice
icsonP<0 05vsnormal;#P<0 05vsmodel.
Tab2 EffectofastragalinonIL 4,IL 5andIL 13levels
inBALFofasthmaticmice
(珋x±s,n=10,ng·L-1)Groupresistant
IL 4IL 5IL 13Normal
69.95±8.9770.21±9.5657.69±7.54
Model398.56±29.65 368.97±38.51 208.69±29.46 AG25mg·kg
-1369.58±31.25328.41±41.25188.74±24.69
AG50mg·kg-1168.54±19.56#158.62±25.26#106.52±17.36
#AG100mg·kg-1136.57±12.56#115.43±24.36#89.24±14.62#  P<0 05vsnormal;#P<0 05vsmodel
2.3 紫云英苷对哮喘小鼠肺部炎症的影响 正常
组小鼠气道上皮排列整齐,气道周围未见炎症细胞
聚集。但模型组小鼠气道上皮排列不规则,可见上
皮细胞的肿胀和脱落,气道周围可见大量的炎症细
胞。而紫云英苷中、高剂量组能减少气道周围炎细
胞数量,保持气道上皮完整,见Fig2。2.4 紫云英苷对哮喘小鼠肺部氧化应激的影响 与正常组相比,模型组小鼠肺部ROS和MDA水平升高,而抗氧化酶SOD的活性明显下降(P<0 05);紫云英苷中、高剂量组能够有效降低ROS和MDA的水平,提高SOD的活性(P<0 05)。提示紫云英苷能改善哮喘小鼠肺部氧化应激,见Fig3。2.5 紫云英苷对NOX2和p47phox表达的影响 Westernblot检测NOX2和p47phox表达,与正常组相比,模型组肺组织中NOX2和p47phox表达水平升高,差异有统计学意义(P<0 05)。中、高剂量紫云英苷处理后NOX2和p47phox表达明显降低,与模型组相比差异具有统计学意义(P<0 05),见Fig4。2.6 紫云英苷对IκBα表达的影响 与正常组相比,模型组肺组织中IκBα磷酸化水平升高,总IκBα表达水平降低,差异具有统计学意义(P<0 05)。而中、高剂量紫云英苷能抑制IκB磷酸化,提高总IκBα,与模型组相比差异具有统计学意义(P<0 05),见Fig5。2.7 紫云英苷对NF κBp65磷酸化的影响 与正常组比较,
模型组肺组织中NF κBp65磷酸化水平升高,差异具有统计学意义(P<0 05)。而中、高剂量紫云英苷能有效抑制NF κBp65磷酸化,与模型组比较差异具有统计学意义(P<0 05),见Fig6。3 讨论  哮喘是以气道炎症为特征的过敏性疾病,在其发病机制中Th2细胞介导的Ⅰ型过敏起关键作用[5]。Th2细胞因子IL 4和IL 13能促进IgE产生,诱导气道高反应性;IL 5对嗜酸性粒细胞有明显的增殖和趋化作用[6]。调控Th2细胞因子水平可能是防治哮喘的有效手段。在确定紫云英苷对哮喘炎症的影响实验中,发现紫云英苷明显降低哮喘模型小鼠BALF嗜酸性粒细胞等炎症细胞数量;肺组织HE染色结果发现,紫云英苷能够减轻支气管及周围组织炎症细胞浸润。进一步观察紫云英苷对Th2细胞因子的影响,发现紫云英苷明显降低BALF和肺组织中IL 4、IL 5、IL 13的水平。这些结果提示,紫云英苷可能通过降低Th2细胞因子水平影响哮喘
气道炎症。
Fig2 Effectofastragalinonpulmonaryinflammationinasthmaticmice(bar=100μm)
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997·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jun;37(6)
Fig6 EffectofastragalinonNF κBp65phosphorylation
inlungtissuesofasthmaticmice
P<0 05vsnormal;#P<0 05vsmodel.
  ROS是氧化应激的重要的组成部分,参与机体的氧化平衡。NOX是除线粒体内膜呼吸链的另一个ROS重要来源。NOX2(gp91phox)是NOX家族中的一个重要亚型,其组分中结构亚基p22phox和催化亚基NOX2形成的二聚体(即细胞色素b558),定位在细胞膜上。p47phox、p67phox和p40phox亚基构成的复合体定位在胞质。信号级联触发后,p47phox激活使胞质复合体转移至细胞膜,并与细胞色素b558结合形成有活性NOX2,催化生成ROS[7]。产生的ROS可被SOD等抗氧化系统清除。但病理条件下,抗氧化系统难以清除过多产生的ROS,引起脂质过氧化等一系列病理反应。研究表明,哮喘存在ROS的过量产生,过量产生ROS能够激活炎症细胞并促使气道上皮释放促炎细胞因子,加剧气道对过敏原的反应[8]。也有研究显示哮喘患者肺内ROS明显增加,并且增加的ROS破坏肺泡上皮和血管内皮的屏障功能,参与气道炎症和气道重塑[9]。敲除NOX2明显促进naiveCD4T向Th2细胞分化[10],并且在NOX-/-哮喘小鼠中,Th2细胞因子诱导的炎症明显加重[10
-11]。本研究发现,紫云英苷能明显提高NOX2和p47phox表达,降低哮喘小鼠肺部ROS和MDA水平,提高SOD活性。暗示紫云英苷通过抑制NOX2 ROS途径改善哮喘小鼠肺部氧化应激。
NF κB/Rel家族复合物是一种氧化还原敏感的转录因子[12]。NF κB通常以p50和p65/RelA亚基的异二聚体形式存在。正常情况下,NF κB与抑制性κB(IκB)结合并以非DNA结合形式定位在细胞质。各种NF κB活化诱导剂刺激细胞后,IκBα丝氨酸残基迅速磷酸化,磷酸化的IκBα被E3泛素连接酶泛素化,随后被26S蛋白酶体降解[11]。NF κB从与IκBα组成的聚合体中释放,核转移位点暴露,NF κB转移至细胞核并与基因启动子中的κB元件结合激活靶基因如IL 4、IL 5、IL 13等,发挥其炎症调控作用[13]。研究表明,灌服抗氧化剂OTC可显著减少NF κB向胞核的移位,降低粘附分子、趋化因子和细胞因子的表达[14]。也有研究表明,ROS能够促进IκBα酪氨酸磷酸化(Tyr42)和PEST结构域磷酸化,诱导NF κBp65(Ser529)磷酸化促使NF κB核转位,激活NF κB。本研究中也证明了紫云英苷降低ROS水平的同时,也能够明显抑制NF κB的活化。综上所述,紫云英苷可能通过抑制NOX2/ROS/NF κB信号通路减轻哮喘气道炎症。
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