RAGEtodetecttheexpressionofionchannelproteins.Results Thelevelofrandombloodglucosewasmarkedlyhigherthanthatincontrolgroup,theactionpotentialdurationwassignificantlyprolongedandthecurrentdensityofICa,L,Ito,IkurandtheexpressionofchannelproteinsCav1 2,Kv4 3andKv1 5markedlydecreasedinatrialmyocytesofdiabeticmice,whileAGEandRAGEproteinsincreased.Conclusions 关于长江的古诗>离职证明
Theactionpotentialofatrialmyocytesissignificantlyprolongedintype1diabeticmice,whilethecurrentdensityofICa,L,Ito,Ikurandtheexpressionoftheirchannelproteinsdecrease;AGEisinvolvedinthee lectricalremodelingofHL 1atrialmyocytes.
Keywords:type1diabetes;STZ;ionchannels;e lectricalremodeling;atrialmyocytes;AGE
网络出版时间:2020-12-1713:39 网络出版地址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.r.20201215.1120.032.html
白藜芦醇通过线粒体调控血吸虫感染小鼠M1/M2极化
周慧慧,吕年银,佟书娟,史丽云,张伟伟
(南京中医药大学病原与免疫学教研室,江苏南京 210023)
doi:10.3969/j.issn.1001-1978.2021.01.016
文献标志码:A文章编号:1001-1978(2021)01-0098-09中国图书分类号:R 332;R284.1;R322.47;R329.24;R392 12;R532 21
摘要:目的 探讨白藜芦醇对血吸虫病巨噬细胞极化的作用及机制。方法 45只血吸虫感染小鼠3周后,随机分3组,A组感染组,B组白藜芦醇治疗组,C组吡喹酮治疗组,另取1
5只小鼠为健康对照D组。感染第9周,流式细胞术检测肝脏M1、M2,ATP试剂盒检测肝脏巨噬细胞ATP,实时定量PCR检测M1和M2相关因子、mtDNA。采用虫卵可溶性抗原(SE
A)刺激RAW264.7,再给予白藜芦醇处理,检测M1、M2比例,细胞上清中M1和M2相关因子,PGC 1α,mtD NA和ATP。结果 B组M1比例高于A组(P<0 01),M2比例低于A组(P<0 05),肝脏巨噬细胞M2相关因子、PGC 1α、mtDNA、ATP、基础耗氧率均低于A组(P<0 05),M1相关因子高于A组(P<0 05)。白藜芦醇使RAW264.7往M1分化增多(P<0 01),往M2分化减少(P<0 01),M2相关因子降低(P<0 05),mtDNA、PGC 1α、ATP、基础耗氧率降低(P<0 05),M1相关因子增高(P<0 05)。结论 白藜芦醇通过抑制巨噬细胞线粒体数量和功能促进其往M1分化,抑制其往M2分化。
关键词:日本血吸虫;白藜芦醇;M1;M2;线粒体;PGC 1α开放科学(资源服务)标识码(OSID):
收稿日期:2020-08-17,修回日期:2020-10-20基金项目:江苏省自然科学基金青年项目(BK20171069)
作者简介:周慧慧(1996-),女,硕士,研究方向:中医药抗感染与免
疫机理,E mail:zhouhh2018@163.com;
张伟伟(1987-),女,博士,讲师,研究方向:中医药抗感染与免疫机理,通讯作者,E mail:allien242@126.com
血吸虫病迄今仍然在全球广泛流行并且严重危害人类健康和生活。已经明确血吸虫感染最严重的病理变化是虫卵沉积肝脏形成的虫卵肉芽肿并继发
张晨璐
纤维化[1]
。研究已经证明,巨噬细胞在血吸虫病肝
脏病理过程中发挥关键调节作用,巨噬细胞感染早期向经典激活的巨噬细胞(classicallyactivatedmac rophage,M1)转化,高表达iNOS、CD16/32,分泌促炎因子IL 12、TNF α,促进Th1应答,从而抑制肝脏肉芽肿的形成发展;虫卵抗原SEA诱导替代激活的巨噬细胞(alternativelyactivatedmacrophage,M2)产生,通过高表达精氨酸酶 1(Arg1)、CD206,分泌抑炎因子IL 10、TGF β
,促进Th2应答从而成为促进肝脏炎性肉芽肿及纤维化的关键因素[2-4]。因此,调控
柳暗花明的反义词血吸虫肝脏病理进程中巨噬细胞从M1 M2表型的平衡可以成为开发治疗血吸虫病药物的新策略。
白藜芦醇(resveratrol)是一种非黄酮多酚类化合物,研究发现,白藜芦醇具有多种生物活性如抗衰老、抗氧化、抗肿瘤、抗炎等,近期有课题组发现其也对多种免疫细胞具有调控作用。比如,白藜芦醇对肝脏缺血/再灌注损伤的保护是通过调节巨噬细胞
糯米子糕极化发挥作用的[5]。白藜芦醇促进巨噬细胞M2极
化并缓解小鼠急性痛风性关节炎。本课题组前期研究发现白藜芦醇可以调控Th1/Th2应答抑制血吸虫病的肝脏纤维化,提示白藜芦醇可能在血吸虫感
染中通过调控巨噬细胞M1/M2极化进而影响Th1/Th2应答发挥抑制肝脏病理的作用,但还未有研
究[6]。许多学者发现,巨噬细胞极化与细胞代谢存
在着密切联系,而其中线粒体发挥了至关重要的作
用[7-9],如研究发现抑制小鼠巨噬细胞诱导型一氧
·
89·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jan;37(1):98~106
化氮合酶可以阻碍LPS+IFN γ诱导的线粒体呼吸功能下降,改善代谢,促进巨噬细胞从表型M1往M2型极化。在M2型的肿瘤相关巨噬细胞中的代谢特征表现为线粒体通过氧化磷酸化(OXPHOS)合成ATP为M2极化供能,且过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助活化因子1α(PGC 1α)高表达,能够促进线粒体生物合成,增强OXPHOS过程产生更多的ATP[10]。基于上述的研究背景,本研究拟采用白藜芦醇灌胃日本血吸虫感染小鼠,探讨白藜芦醇对M1/M2极化的影响及相应代谢学机制,为白藜芦醇治疗血吸虫病提供更多的理论依据。
1 材料与方法
1.1 实验动物与阳性钉螺 采用于南京大学模式动物研究所的清洁级6-9周龄的雌性C57BL/6小鼠60只(温度:20℃;湿度:40%;笼内密度:4;自由获得水和食物),经南京中医药大学科学考察委员会批准,按照NIH《实验动物护理与使用指南》进行动物实验。日本血吸虫感染性钉螺购自南京市疾病预防控制中心。
1.2 试剂 白藜芦醇(纯度为98%以上,批号KA080CA14)购自上海源叶生物技术有限公司。吡喹酮购自南京制药厂有限公司(批号20091202)。流式抗体大鼠抗小鼠F4/8
0 FITC(批号4281123)、大鼠抗小鼠CD16/32 PE(批号4312298)、大鼠抗小鼠CD206 PE(批号2005202)、大鼠抗小鼠CD11b APC(批号1947198),均购自eBioscience公司。ATPAssayKit(批号040219190918)购自上海碧云天生物技术有限公司。线粒体DNA检测试剂盒(批号157052014),购自Abcam公司。小鼠TNF α(批号1901 2)、IL 12p40(批号E2060 1810 1)、IL 10(批号E2100 1710 1)、TGF βELISA(批号E2710 1910 1)检测试剂盒,购自达科为生物技术股份有限公司。小鼠Arg1的ELISA检测试剂盒,购自武汉菲恩生物技术有限公司。小鼠iNOS、Arg1、TNF α、IL 12p40、IL 10、TGF β和PGC 1α的引物,购自上海英骏生物技术有限公司。小鼠iNOS检测试剂盒,购自南京建成生物工程研究所(批号055541)。TRIzolTM,购自上海英骏生物技术有限公司,逆转录试剂盒,购自Fermantas公司(批号00791016),SYBRGreenPCRMasterMix,购自Roche公司,seahorse检测用抑制剂,购自AgilentTechnology公司。
1.3 仪器 CO
小珊迪2
培养箱(ThermoForma公司);FACSCalibur流式细胞仪(BD公司);超净工作台(苏州佳宝净化工程设备有限公司);低温离心机(德国Eppendorf公司);7500型实时定量PCR仪(美国AppliedBiosystems公司);酶标分析仪(美国Bio Tek公司);seahorseXFe96分析仪(美国AgilentTechnology)。
1.4 感染模型的建立和分组 取6~9周龄雌性C57BL/6小鼠45只,每只小鼠经腹部皮肤感染日本血吸虫尾蚴(12±2)条。自感染3周后,血吸虫感染小鼠随机分为3组,每组15只。小鼠设4组:感染组小鼠为A组,白藜芦醇灌胃治疗的小鼠为B组,从感染第6周连续3周灌胃白藜芦醇20mg·kg-1·d-1,灌胃吡喹酮治疗的小鼠为C组,从感染后第3、6周分别灌胃吡喹酮500mg··kg-1·d-1×3d,另取正常健康小鼠15只为D组,为健康对照组,白藜芦醇和吡喹酮的剂量参照已发表文献[6]。
1.5 体外SEA刺激和分组 取对数生长期的RAW264 7,用完全DMEM培养基将细胞浓度都调至5×105·mL-1,接种于6孔培养板;加入PBS为PBS处理组,加入终浓度20mg·L-1的SEA为SEA处理组,加入终浓度20mg·L-1的SEA和终浓度为20mg·L-1的白藜芦醇为白藜芦醇处理组,加入终浓度20mg·L-1的SEA和终浓度为100mg·L-1的吡喹酮为吡喹酮处理组,共培养72h后收集细胞和培养上清。
1.6 肝脏巨噬细胞的提取 摘取感染9周小鼠的肝脏,用PBS缓冲液洗2遍,剪碎,放入研磨仪中研磨5min,收集细胞悬液于15mL离心管中,2000r·min-1,4℃,离心,10min,弃去上清,加入5mL红细胞裂解液,冰上静置后离心,取上清,再重复离心2次,均取上清。将上清2000r·min-1,4℃离心,10min,弃掉上清,用3mL40%percoll重悬细胞沉淀,然后将细胞悬液缓慢地铺陈到3mL80%的per coll上,以2000r·min-1,4℃,梯度离心20min,取中间相液体。2000r·min-1,4℃离心10min,去上清。用10mL完全DMEM重悬细胞沉淀,放入10cm的培养皿中贴壁2h,洗去不贴壁的细胞,得到的贴壁细胞即为肝脏巨噬细胞。
1.7 ATPassaykit检测巨噬细胞ATP含量 取2×106巨噬细胞加入200μL细胞裂解液,用移液器反复吹打,转移至1 5mL离心管中,冰上放置30min,4℃,12000×g,5min离心,取上清。冰上溶解待用试剂,按照说明书浓度要求配制标准品。以每孔100μLATP工作液加入检测孔内,室温放置5min,以消耗掉本底ATP,降低背景。在检测孔内加入20μL样品或标准品,混匀,2s后用酶标仪检测RLU值。
·
9
9
·
中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jan;37(1)
1.8 流式细胞术检测M1和M2巨噬细胞比例 在感染第9周,脱颈处死各组小鼠,摘取肝脏剪碎,采用研磨仪制备成单细胞悬液,用完全DMEM培养液将浓度调节至1×109·L-1。取1mL细胞悬液,1500r·min-1,4℃,离心5min,加入100μL的PBS缓冲液,同时加入抗体CD11b APC(0 4g·L-1)和F4/80 FITC(0 5g·L-1),对于检测M1加入CD16/32 PE(0.1g·L-1),对于检测M2加入CD206(0 2g·L-1),混匀,置4℃避光孵育30min。用PBS缓冲液洗2遍后,加入500μL的PBS缓冲液重悬细胞后用流式细胞仪(FACSCalibur,BectonDickinson公司)检测。
1.9 实时定量RT PCR检测巨噬细胞中的iNOS、Arg1、TNF α、IL 12p40、IL 10、TGF β和PGC 1α的mRNA水平 取各组小鼠2×106肝脏巨噬细胞,用TRIzolTM提取总RNA,按M MLV转录cDNA。iNOS、Arg1、TNF α、IL 12p
40、IL 10、TGF β、PGC 1α的反应体系都为SYBRGreenPCRMasterMix10μL,反转录cDNA5μL,上游引物1μL,下游引物1μL,ddH2O3μL,总体积20μL。实时荧光定量PCR反应条件:95℃10min,40个循环:60℃60s,95℃15s,溶解曲线60-90℃保证扩增为单一产物。以Ct值进行结果分析,采用相对量法与内参β actin做比较。计算公式为:2-ΔCT,ΔCt=Ctgene-Ctcon trol。各分子引物如下:
iNOS:F:5′ CCCTTCCGAAGTTTCTGGCAGCAGCG 3′R:5′ GGCTGTCAGAGCCTCGTGGCTTTGG 3′ Arg1:F:5′ TGAACACGGCAGTGGCTTTA 3′
R:5′ GCATTCACAGTCACTTAGGTGGTTTA 3′ TNF α:F:5′ AAGGCCGGGGTGTCCTGGAG 3′
R:5′ AGGCCAGGTGGGGACAGCTC 3′
IL 12:F:5′ TGGAGCACTCCCCATTCCTA 3′
R:5′ AGGAACGCACCTTTCTGGTT 3′
IL 10:F:5′ CTTACTGACTGGCATGAGGATCA 3′R:5′ GCAGCTCTAGGAGCATGTGG 3′
TGF β:F:5′ CCTACCAGAACGCAGAGATCACT 3′R:5′ CACTCGTATCAACAGATGCGTACAT 3′ PGC 1α:F:5′ GCAGCCAAGACTCTGTATGG 3′
R:5′ TTCCGATTGGTCGCTACACC 3′1.10 ELISA检测RAW264 7培养上清中iNOS、Arg1、TNF α、IL 12p40、IL 10、TGF β的表达水平 将体外经SEA刺激的不同处理组细胞和培养上清收集于15mL离心管中,1500r·min-1,4℃离心5min,吸取上清,采用酶联免疫吸附试验检测上述细胞因子的水平,操作过程严格按照试剂盒说明书进行。
1.11 seahorse检测细胞耗氧量 将收集的不同组的巨噬细细胞以0 2×104/孔接种于96孔seahorse检测专用细胞培养板,每行培养板留一个孔,仅含有培养基,不含细胞,作为阴性对照。将含有校准溶液(200μL/孔)的测试板以及含有注射器端口和探针的板放置在37℃的无二氧化碳培养箱中过夜。d2去掉细胞培养板中的培养基,用seahorse分析缓冲液(200μL/孔)替换,并置于无二氧化碳培养箱中至少0 5h。然后将抑制剂(寡霉素、
FCCP、抗霉素A和鱼藤酮)添加到喷油器板。该板和测试板一起在seahorseXFe96分析仪上运行以进行校准。完成后,将测试板替换为检测专用细胞培养板,并在sea horseXFe96细胞能量代谢分析仪上运行。
1.12 统计分析 数据结果用SPSS15 0软件进行统计分析,并用GraphPadPrism6 0软件制作统计图。多组间比较宜于用方差分析,两两比较用SNK法。
2 结果
2.1 不同处理组小鼠肝脏中M1和M2的比例 在日本血吸虫感染第9周,检测小鼠肝脏巨噬细胞(CD11b+F4/80+)中M1(CD16/32+)和M2(CD206+)的比例发现,如Fig1所示,比较健康对照组小鼠,感染组、白藜芦醇治疗组、吡喹酮治疗组的M1比例都明显增高(P<0 05),感染组、白藜芦醇治疗组、吡喹酮治疗组的M2比例也显著增高(P<0 01)。但是比较感染组,白藜芦醇治疗组的M1比例显著增高(P<0 01),M2比例明显降低(P<0 05),而吡喹酮治疗组的M1比例都显著低于感染组(P<0 05),M2比例没有差异(P>0 05)。白藜芦醇治疗组的M1比例高于吡喹酮治疗组(P<0 01),而M2比例明显低于吡喹酮治疗组(P<0 05)。
2.2 不同处理组肝脏巨噬细胞中iNOS、Arg1、TN α、IL 12p40、IL 10、T
GF β的mRNA水平 进一步确证白藜芦醇对巨噬细胞极化的影响,检测了血吸虫感染9周各组M1和M2相关因子的表达水平。如Fig2所示,与健康对照组比较,感染组、白藜芦醇治疗组、吡喹酮治疗组小鼠的肝脏中iNOS、Arg1、TNF α、IL 12p40、IL 10、TGF β的mRNA表达水平都增高(P<0 05),并且感染组和吡喹酮治疗组的M1相关因子iNOS、TNF α、IL 12p40的表达都低于白藜芦醇治疗组,感染组和吡喹酮组的M2相关因子Arg1、IL 10、TGF β的mRNA表达水平高于白藜芦醇组(P<0 05)。而感染组的iNOS、TNF α、IL
·
0
0
1
·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jan;37(1)
元宵节为什么要吃元宵
Fig1 ProportionsofM1andM2cellsinliverofmicefromdifferentgroups(珋x±s,n=15)
A:FlowcytometryofM1cells;B:PercentsofM1cells;C:FlowcytometryofM2cells;D:PercentsofM2cells. P<0 015, P<0 01vs
controlgroup;#P<0 05,##
P<0 01vsinfectedgroup;△P<0 05,△△P<0 01vspraziquantelgrou
p
Fig2 ThemRNAlevelsofiNOS,Arg1,TNF α,IL 12,IL 10,TGF βi
nhepaticmacrophagesofmicefromdifferentgroups(珋x±s,n=15)A:ThemRNAlevelsofiNOS,IL 12,TNF αinmacrophages;B:ThemRNAlevelsofArg1,IL 10,TGF βi
nmacrophages; P<0 05, P<0 01vscontrolgroup;#P<0 05,##P<0 01vsinfectedgroup;△P<0 05,△△P<0 01vspraziquantelgroup
12p40的表达都高于吡喹酮组(P<0 05),两组的Arg1、IL 10、TGF β的表达水平没有差异(
P>0 05)。2.3 体外不同处理组M1及其相关因子,M2及其相关因子的水平 在体外采用不同的处理
·
101·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 20
清理手机喇叭灰尘21Jan;37(1)
RAW264 7细胞实验去验证体内结果,如Fig3,4所示,与PBS处理组相比较,SEA处理组、白藜芦醇处理组、吡喹酮处理组的M1和M2的比例都明显增高(P<0 05)。但是白藜芦醇处理组的M1的比例显著高于S
EA处理组(P<0 01),相应的iNOS、TNF α、IL 12的分泌水平也高于SEA处理组(P<0 05)。而与SEA处理组比较,白藜芦醇处理组的M2比例下降(P<0 01),Arg1、IL 10、TGF β的分泌水平也明显下调(P<0 05)。此外,吡喹酮处理组的M1比例及iNOS、TNF α、IL 12的分泌水平也高于PBS组(P<0 05),但低于白藜芦醇处理组(P<0 05)。上述的结果提示白藜芦醇可能通过上调M1,下调M2分化,进而调控Th1/Th2抑制血吸虫病肝脏病理。
2.4 不同处理组肝脏巨噬细胞中线粒体的合成和
功能 研究表明线粒体在巨噬细胞M1/M2极化中发挥关键作用,进一步探究白藜芦醇是否通过影响线粒体的合成或者功能调控巨噬细胞极化,检测了感染9周各组小鼠肝脏巨噬细胞中mtDNA、PGC 1α的表达水平、ATP的产生及基础耗氧率。如Fig5所示,感染组、白藜芦醇治疗组、吡喹酮治疗组的巨噬细胞中mtDNA、PGC 1α的mRNA表达水平都高于健康对照组(P<0
05),ATP的产生、基础耗氧率也多于健康对照组(P<0 01)。同时白藜芦醇治疗组的mtDNA、PGC 1α的水平低于感染组(P<0 05),低于吡喹酮治疗组(P<0 05)。ATP的产生、基础耗氧量也明显低于感染组(P<0 01),低于吡喹酮治疗组(P<0 01)。提示白藜芦醇可能通过抑制线粒体的合成和功能进而抑制巨噬细胞往M2极化,促进往M1
极化。
Fig3 ProportionsofM1andM2cellsingroupswithdifferenttreatment(珋x±s,n=15)
A:FlowcytometryofM1cells;B:PercentsofM1cells;C:FlowcytometryofM2cells;D:PercentsofM2cells. P<0 05,
P<0 01vscon trolgroup;#P<0 05,##
P<0 01vsinfectedgroup;△△P<0 01vspraziquantelgroup
·
201·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jan;37(1)