鸡豆黄素A通过雌激素受体抑制LPS诱导的小胶质细胞活化及其机制

更新时间:2023-06-14 23:34:47 阅读: 评论:0

EffectofdaidzeinonOPGandRANKLexpression
inhumanosteoblast likeMG 63cells
WANGChuan1,QILin2,CHENYu meng3,WANGYue4,HUANGZong tang5
(1.NHCKeyLaboratoryofHormonesandDevelopment,TianjinKeyLaboratoryofMetabolicDiseases,ChuHsien IMemorialHospital&TianjinInstituteofEndocrinology,TianjinMedicalUniversity,Tianjin 300134,China;2.DeptofPharmacy,CharacteristicMedicalCenterofPAP,Tianjin300162,China;3.SchoolofPharmacy,TianjinMedicalUniversity,Tianjin 300050,China;4.CollegeofIntegratedChineseandWesternMedicine,TianjinUniversityofTraditionalChineseMedicine,Tianjin 301617,China;5.ShenzhenFengzekangBiotechnologyCo.,Ltd,Shenzhen 518000,China)
Abstract:Aim Tostudytheregulatoryeffectofdaid zeinonosteoprotegerin(OPG)andreceptoractivatorofnuclearfactor κBligand(RANKL)expressioninMG 63cellsanditsmechanism.Methods RT PCR,WesternblotandsiRNAwereusedtostudytheregula toryeffectofdaidzeinonOPGandRANKLexpressioninhumanosteoblast likeMG 63cells.Results DaidzeincouldpromotetheexpressionofOPGmRNAandproteininMG 63cellsandinhibittheexpressionofRANKLmRNAandprotein,whichcouldbeblockedbyICI182780.ItwasconfirmedthatERαandERβmediatednotonlythepromotingeffectofdaidzeinonOPGexpressionofMG 63cellsbutalsotheinhibitionofRANKL.Conclusions DaidzeinpromotesOPGgeneexpressioninMG 63cellsandinhibitstheexpres sionofRANKgeneexpressionthroughERαandERβpathways.
Keywords:daidzein;osteoprotegerin;receptoracti vatorofnuclearfactor κBligand;estrogenreceptor;17β estradiol;oralimplant
网络出版时间:2021-5-2811:08 网络出版地址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20210527.1606.048.html鸡豆黄素A通过雌激素受体抑制LPS诱导的
小胶质细胞活化及其机制
刘梦晴1,吴阳洋1,韩俊辉1,俞益桂1,陈寒青2,吴文宁1,李维组1,尹艳艳1
(1.安徽医科大学基础医学院药理学教研室,安徽合肥 230022;2.合肥工业大学食品科学与工程学院,安徽合肥 230009)
doi:10.3969/j.issn.1001-1978.2021.06.013
文献标志码:A文章编号:1001-1978(2021)06-0809-06中国图书分类号:R285 5;R322 8;R343 9;R345 57;R745 7;R977 3;R977 6
摘要:目的 探讨鸡豆黄素A(biochanin,BiochA)能否通过雌激素受体抑制LPS诱导的小胶质细胞活化及其机制的研究。方法 BV2细胞分为:Control组、LPS(10mg·L-1)组、BiochA(5μmol·L-1)组、BiochA(5μmol·L-1)+ICI(0 1μmol·L-1)组、ER(0 1μmol·L-1)组、ER(0 1μmol·
收稿日期:2021-03-01,修回日期:2021-03-22
基金项目:国家自然科学基金资助项目(No31171650);安徽省教育厅自然科学基金资助项目(NoKJ2018A171);安徽省自然
科学基金资助项目(No1908085MH270)
作者简介:刘梦晴(1998-),女,硕士生,研究方向:神经药理学,E mail:liumengqing9352@163.com;
尹艳艳(1973-),女,博士,教授,硕士生导师,研究方向:
神经药理学,通讯作者,E mail:yinyanyan5678@126.comL-1)+ICI(0 1μmol·L-1)组、ICI(0 1μmol·L-1)组、Ro sup(0 1μmol·L-1)组、MAPK通路特异性抑制剂组。加入上述相应药物后,进行2h预处理,除contr
ol组外,其余各组加LPS(10mg·L-1)进行36h孵育。测定NO的含量通过Griess法;检测ROS通过DCFH DA探针法;ELISA法测定IL 1β、TNF α、PGE2含量;Westernblot法测定P47phox、gp91phox、iNOS、NF κB、p NF κB以及p ERK、p JNK、p p38表达水平。结果 与LPS组相比,BiochA组ROS、NO、IL 1β、TNF α和PGE2含量下降,iNOS、p ERK、P47phox、p p38、p JNK、p NF κB和gp91phox蛋白表达减少;BiochA+ICI组上述指标未出现明显变化。结论 通过雌激素受体,LPS诱导小胶质细胞的活化受到BiochA抑制,其机制可能与抑制促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路有关。
关键词:脂多糖;雌激素受体;鸡豆黄素A;小胶质细胞;MAPK
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
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中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jun;37(6):809-14
  帕金森病(Parkinson’sdisease,PD)是全球第二大衰老性神经系统疾病,其主要特征是黑质多巴胺能神经元的死亡。研究表明:雌激素受体(estrogenreceptors,ERs)中多存在于中脑多巴胺系统区域的是ERβ亚型,具有保持胶质细胞数目,修复受损神经细胞的功能[1-2]。活化的小胶质细胞会导致神经炎症并参与PD的发生发展[3],当小胶质细胞活化后,引发活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)、一氧化氮(NO)以及肿瘤坏死因子 α(tumornecrosisfac tor α,TNF α)、白介素 1β(interleukin1β,IL 1β)增多,将导致神经元的变性死亡[4]。丝裂原活化蛋白激酶(mitogenactivatedproteinkinase,MAPK)通路参与炎性因子释放,导致一氧化氮合成酶增多并诱导NO生成,与神经退行性疾病有密切的关系[5]。鸡豆黄素A(biochaninA,BiochA)主要见于豆科植物,如鹰嘴豆和红三叶草,属于异黄酮类植物雌激素[6],具有抗炎,神经保护,抗细胞凋亡等多种功能[7-8]。本课题组前期探索了BiochA与PD之间的关系,结果表明,BiochA能够抑制氧化应激以及炎症因子释放,同时,BiochA还可以保护AngⅡ诱导的小鼠黑质致密部DA能神经元的损呼唤作文
伤,然而,关于BiochA保护DA能神经元的机制仍需进一步的探讨。本文建立LPS刺激小胶质细胞活化的体外模型,研究鸡豆黄素A是否通过雌激素受体抑制LPS诱导的小胶质细胞活化及其机制。
1 材料
1.1 细胞株 BV2小胶质细胞(来自中国医学科学院协和医科大学)。
1.2 药品与试剂 二甲基亚砜(D2650)、脂多糖(LPS)(L4391)、雌二醇(PHR2227)、BiochA(5 32606)、雌激素受体抑制剂、ERK抑制剂(PD098059)、p38抑制剂(SB203580)、JNK抑制剂(SP600125)购自美国Sigma公司;NO和ROS检测试剂盒(碧云天生物技术研究所);小鼠TNF α、IL 1β(12426s)和PGE2的酶联免疫吸附检测试剂盒购自美国瑞沃德公司;兔抗p p38、iNOS、p38抗体购自美国赛信通;兔抗IgG以及鼠抗β actin抗体(AF50001)购自中杉金桥;兔抗p NF κB以及NF κB购自美国ImmunoWay公司。
1.3 主要仪器 恒温烘箱 DHG 9070型(上海三发科学仪器有限公司);HB R/O05型纯水机(惠邦净水设备有限公司);全波长酶标仪 SpectraMax190型(美国MolecularDevice公司);恒温培养箱 Heal Force100型(力康生物医疗科技有
限公司);电子天平(上海天平仪器厂);-80℃超低温冰箱(海尔集团公司);制冰机 AF100型(斯科茨曼制冰系统有限公司)。
1.4 小胶质细胞株培养 将BV2细胞置于DMEM培养基中(混合液含1%的青-链霉素以及10%的FBS溶液),将培养基放置于恒温的培养箱中进行培养,每隔2-3d更换1次培养液,通过显微镜进行观察,当培养瓶90%以上的面积被细胞占据或瓶底被铺满时,开始细胞传代。要尽快完成细胞的复苏过程,防止细胞死亡,影响最终的实验结果。
1.5 实验分组及处理 本实验将小胶质细胞分为(1)Control组;(2)LPS(10mg·L-1)组;(3)BiochA(5μmol·L-1)+LPS组;(4)BiochA(5μmol·L-1)+ICI(0 1μmol·L-1)+LPS组;(5)ER(0 1μmol·L-1)+LPS组;(6)ER(0 1μmol·L-1)+ICI(0 1μmol·L-1)+LPS组;(7)ICI(0 1μmol·L-1)+LPS组;(8)Rosup(0 1μmol·L-1)+LPS组;(9)PD(0 02μmol·L-1)+LPS组;(10)SP(0 01μmol·L-1)+LPS组;(11)SB(0 02μmol·L-1)+LPS组。加入上述药物进行2h预处理,除Control组外,其余组加入LPS(10mg·L-1)进行36h孵育。
1.6 NO的测定 间接测定NO含量,通过Griess法检测红色重氮化合物,取对数生长期
的BV2细胞,按照方法1 5将细胞分为1-7组,于恒温箱中孵育24h后收集每组上清。使用Griess试剂盒,按照规定的要求进行吸光度值测定,计算得到各组NO含量。
1.7 ROS检测 DCFH DA探针法检测细胞内ROS的含量。实验按照实验分组将BV2细胞分为1-8组,加药处理2h后,除Control组,剩余的组别加入LPS(10mg·L-1)进行36h培养。图像采集后,通过Image ProPlus6 0软件来分析,计算出不同分组的平均荧光强度。
1.8 酶联免疫吸附测定 培养基中TNF α、IL 1β和PGE2水平使用ELISA试剂盒测量。按照方法1 5将细胞分为1-7组,根据ELISA试剂盒说明书,完成细胞上清液的收集,孵育,洗板,避光显色等操作,通过ELISA试剂盒检测PGE2、IL 1β以及TNF α的含量。
1.9 蛋白免疫印记法 在培养好的BV2细胞中加入RIPA缓冲液以溶解,蛋白质浓度通过双辛酸(BCA)测定法测定。蛋白质提取物经PAGE分离后转移到固相载体PVDF膜上,放在5%脱脂牛奶在慢速摇床上封闭并在4℃条件下,用一抗继续培养细胞膜过夜,当膜封闭好后,使用TBST洗涤3次,在室温下将膜与HRP结合的二抗孵育2h,随后用
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·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jun;37(6)
TBST洗膜3次,配置ECL滴在膜上并在显影仪中曝光,图像保存,通过ImageJ软件分析灰度值。1.10 统计学分析 数据处理以及统计通过SPSS19 0统计软件,组间比较通过单因素方差分析。
2 结果
数学二次函数2.1 BiochA对LPS诱导的小胶质细胞活化后TNF α、IL 1β、PGE2的影响 结果如Fig1所示。与Control组相比,LPS组TNF α、IL 1β和PGE2含量明显上升(P<0 01);与LPS组相比,BiochA以及ER组下调了炎症因子含量(P<0 05),ICI组无明显变化(P>0 05);与BiochA组相比,BiochA+ICI组炎症因子表达上调(P<0 05);与ER组比较,ER+ICI组同样上升了炎症因子水平(P<0 05)。结果表明,BiochA通过雌激素受体,可以抑制炎性因子TNF α、IL 1β、PGE
2表达。2.2 BiochA对LPS诱导小胶质细胞活化后iNOS和NO的影响 结果如Fig2所示,与Control组相比,LPS组NO含量(P<0 01)和iNOS表达(P<0 01)显著增加;与LPS组比较,BiochA以及ER组NO含量和iNOS的表达降低(P<0 05,P<0 01),ICI组无明显变化(P>0 05);与BiochA组相比,BiochA+ICI组上调NO和iNOS水平(P<0 05)。上述结果表明,BiochA通过雌激素受体,可以抑制NO和iNOS表达。
2.3 BiochA对LPS诱导小胶质细胞活化后p47phox、gp91phox、ROS的影响 结果如Fig3所示,与Control组比较,LPS组p47phox、gp91phox和ROS水平增加(P<0 01);与LPS组比较,BiochA以及ER组p47phox、gp91phox、ROS水平降低(P<0 01);而ICI组无明显变化(P>0 05);与Bioch
Fig1 EffectsofBiochAonlevelsofTNF α,IL 1β,PGE2inLPS inducedBV2cells(珋x±s,n=3)A:TNF αexpressionlevel;B:IL 1βexpressionlevel;C:PGE2expressi
onlevel.1:Control;2:LPS;3:BiochA;4:BiochA+ICI;5:ER;6:ER+ICI;7:ICI.△△P<0 01vsControl; P<0 05vsLPS;#P<0 05vsBiochA;□P<0 05vsE
Fig2 EffectsofBiochAonNO,iNOSproductioninLPS inducedBV2cells(珋x±s,n=3)A:ThedifferentproductionofNO;B:iNOSprotienexpression.1:Control;2:LPS;3:BiochA;4:BiochA+ICI;5:ER;6:ER+ICI;7:ICI.△△P<0 01vsControl; P<0 05,  P<0 01vsLPS;#P<0 05vsBiochA;□P<0 01vsER
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关于光的唯美句子中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jun;37(6)
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组比,BiochA+ICI组p47phox、ROS和gp91phox的水平增加(P<0 05)。结果表明,BiochA通过雌激素受体,可以抑制P47phox、ROS和gp91phox表达。2.4 BiochA对LPS诱导小胶质细胞活化后p p38、p ERK和p JNK的影响 结果如Fig4所示,与Control组相比,LPS组升高了p p38、p ERK和p JNK蛋白水平(P<0 01);与LPS组比较,BiochA以及ER组p p38、p ERK和p JNK蛋白水平下调(P<0 05,P<0 01),加入PD、SP和SB通路特异性抑制剂后,出现了明显的抑制(P<0 01),ICI组无明显变化(P>0 05);与BiochA组比较,BiochA+ICI组p p38、p ERK和p JNK蛋白表达增多(P<0 05);
与ER组比较,ER+ICI组p p38、p ERK和p JNK蛋白表达也增多(P<0 05,P<0 01);上述结果表明,通过雌激素受体,BiochA可以抑制p p38、p ERK、p JNK蛋白表达。
2.5 BiochA对LPS诱导小胶质细胞活化后p NF κB和NF κB的影响 结果如Fig5所示,各组间NF κB蛋白的表达水平均没有不同(P>0 05)。LPS组相较Control组,p NF κB蛋白水平增加(P<0 05);相比LPS组,ER组以及BiochA组降低了p
NF κB蛋白表达(P<0 05),ICI组无明显变化(P>0 05);与ER组比较,ER+ICI组上调了p NF κB蛋白水平(P<0 05);与BiochA组相比,BiochA+ICI组p NF κB蛋白水平增加(P<0 05);结果表明,通过雌激素受体,BiochA可以抑制p NF κB蛋白表达。3 讨论
  研究发现,活化的小胶质细胞会诱导中枢神经系统炎症的发生,炎症反应也会导致中枢神经系统中的小胶质细胞活化。许多炎症介质和促炎因子由激活的小胶质细胞生成和分泌,包括细胞因子、蛋白酶、活性氧等,其介导的神经炎症是P
D发病的重要环节[9-10]
。丝裂原活化蛋白激酶是一种丝氨酸/苏
氨酸蛋白激酶,当受到细胞外刺激时,能够通过处理和调节细胞特性,发挥调节细胞存活、分化、增殖和
凋亡等重要作用[
11]
。脂多糖(LPS)是革兰氏阴性细菌细胞壁外壁的组成成分,是一种强效致炎因子,导致细胞或动物模型中帕金森相关的病理学变化,
引起中脑黑质DA能神经元变性、损伤[12-13]
。本实
验选用LPS造模,观察BiochA能否通过雌激素受体抑制LPS
n卡控制面板
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诱导的小胶质细胞活化。
Fig3 EffectsofBiochAonlevelsofgp91phox,p47phox,ROSinLPS inducedBV2cells(珋x±s,n=3)
A:gp91phoxexpressionlevel;B:p47phoxexpressionlevel;C:DCFH DAprobeofROSfluorescenceintensityinBV2;D:ProportionofROSin
eachtreatmentgroup.1:Control;2:LPS;3:BiochA;4:BiochA+ICI;5:ER;6:ER+ICI;7:ICI;8:Rosup.△△
P<0 01vsControl; P<0 01vsLPS;#
P<0 05vsBiochA;□P<0 05,□□
P<0 01vsER
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218·中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jun;37(6)
Fig4 EffectsofBiochAonlevelsofp ERK,p p38,p JNKinLPS inducedBV2cells(珋x±s,n=3)A:p ERKexpressionlevel;B:p p38expressionlevel;C:p JNKexpressionlevel.1:Control;2:LPS;3:BiochA;4:BiochA+ICI;5:ER;6:ER+ICI;7:ICI.△△P<0 01vsControl; P<0
05,  P<0 01vsLPS;#P<0 05vsBiochA;□P<0 05vsE
Fig5 EffectsofBiochAonlevelsofNF κB,
p NF κBinLPS inducedBV2cells(珋x±s,n=3)
A:TheexpressionlevelofNF κBandp NF κB;B:NF κBandp
NF κBexpressionlevel.1:Control;2:LPS;3:BiochA+LPS;4:BiochA
+ICI+LPS;5:ER+LPS;6:ER+ICI+LPS;7:ICI+LPS.△P<0 05vs
成语故事读后感
Control; P<0 05vsLPS;#P<0 05vsBiochA;□P<0 05vsER
  小胶质细胞受到LPS刺激,激活NADPH氧化
酶引起活性氧过度释放,而ROS可参与人体细胞分
化等生理活动,进而释放TNF α、IL 1β和PGE2等
促炎细胞因子从而产生神经毒性[14]。过量的炎症
因子释放,导致诱导型一氧化氮合酶的增多以及
NO的增加,NO介导炎性反应加重细胞损伤,在正
常水平下,NO可引起血管扩张,促进血液循环,但
其水平过高会加重对神经细胞的毒害作用。若一直
释放有毒物质或炎性因子,最终将导致DA能神经
元损伤。
雌激素在多种器官的靶点,如心血管系统、神经
系统等发挥保护作用。雌激素受体是雌激素作用的
关键配体,主要包括两种亚型ERα以及ERβ,在中
脑DA区域中高表达的ERβ可发挥重要的神经保
护作用,与以神经元损伤为主要特点的衰老性神经
系统疾病有关[15]。人参皂苷Rg1通过ERβ及
MAPK/ERK信号转导通路促进非淀粉样蛋白切割,
发挥神经保护作用。基于此,我们本次实验也对
BiochA保护DA能神经元的机制进行进一步探讨。
本实验中,通过LPS诱导小胶质细胞活化,产生
ROS,增加TNF α、IL 1β和PGE2蛋白的表达,进而
激活MAPK引起神经炎症反应、细胞衰老分化等病
理生理过程。而BiochA预处理能够有效的抑制炎
症因子的释放、小胶质活化以及MAPK信号通路激
活。在加入雌激素受体抑制剂后,BiochA的作用受
到明显的抑制,提示BiochA通过雌激素受体抑制
小胶质细胞活化,产生神经保护作用。
综上所述,BiochA通过雌激素受体抑制LPS诱
导的小胶质细胞活化,与此同时也可能直接抑制氧
化应激和炎症,其机制可能与抑制MAPK信号通路
有关。
参考文献
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中国药理学通报 ChinesePharmacologicalBulletin 2021Jun;37(6)赵威后

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