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探讨金荞麦总黄酮对脂多糖LPS诱导小鼠急性肺损伤动物模型的影响

  • 分类:学术讲座
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  • 来源:典藏逾1000+株细胞,供ATCC原装代购服务,临床前CRO服务,众多科研技术服务,定制各类疾病动物模型
  • 发布时间:2023-04-23 09:56
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【概要描述】本研究采用 LPS 构建小鼠急性肺损伤及 RAW 264.7 细胞损伤模型,通过观察氧化生物标志物、炎性因子指标的变化及细胞凋亡率,探讨金荞麦总黄酮对LPS 诱导小鼠急性肺损伤的影响。研究发现,金荞麦总黄酮能有效升高 LPS 诱导的抗氧化酶 SOD 和 CAT 的活力,提高抗氧化基因GSH 的表达,进而清除积累的 ROS、MDA 和 HSO 抵御氧化损伤;金荞麦总黄酮能明显抑制巨噬细胞向 M1 极化,减少促炎介质的分泌,从而减轻炎症损伤;金荞麦总黄酮通过保障细胞活力、减少 LDH 的释放并保护细胞膜的完整性,从而抑制细胞凋亡;金荞麦总黄酮通过降低小鼠肺干湿比重从而缓解肺组织水肿。综上表明,金荞麦总黄酮具有抗炎、抗氧化及抗凋亡作用缓解LPS诱导的小鼠急性肺损伤,为金荞麦总黄酮作为功能性食品、绿色保健品的开发提供实验依据和新思路

探讨金荞麦总黄酮对脂多糖LPS诱导小鼠急性肺损伤动物模型的影响

【概要描述】本研究采用 LPS 构建小鼠急性肺损伤及 RAW 264.7 细胞损伤模型,通过观察氧化生物标志物、炎性因子指标的变化及细胞凋亡率,探讨金荞麦总黄酮对LPS 诱导小鼠急性肺损伤的影响。研究发现,金荞麦总黄酮能有效升高 LPS 诱导的抗氧化酶 SOD 和 CAT 的活力,提高抗氧化基因GSH 的表达,进而清除积累的 ROS、MDA 和 HSO 抵御氧化损伤;金荞麦总黄酮能明显抑制巨噬细胞向 M1 极化,减少促炎介质的分泌,从而减轻炎症损伤;金荞麦总黄酮通过保障细胞活力、减少 LDH 的释放并保护细胞膜的完整性,从而抑制细胞凋亡;金荞麦总黄酮通过降低小鼠肺干湿比重从而缓解肺组织水肿。综上表明,金荞麦总黄酮具有抗炎、抗氧化及抗凋亡作用缓解LPS诱导的小鼠急性肺损伤,为金荞麦总黄酮作为功能性食品、绿色保健品的开发提供实验依据和新思路

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  摘要
  细胞损伤模型,小鼠急性肺损伤模型,动物模型建立,肺损伤动物模型,模型小鼠,动物实验,动物造模
  金荞麦(Fagopyrum dibotrys(D.Don)Hara),属蓼科(Polygonaceae)荞麦属(Fagopyrum),又名天荞麦、野荞麦、荞麦三七、金锁银开,常以根入药,主要成分为金荞麦黄酮,其具有良好的自由基清除能力,有助于减少免疫细胞释放促炎细胞因子,改善肠黏膜屏障的受损,刺激动物免疫器官的生长发育,提高巨噬细胞的吞噬功能,降低机体血糖和血脂水平,有效缓解关节炎症。随着人类生活水平的日益提高以及亚健康状态的长期维持,保健食品的重要性愈发突出,金荞麦作为中国重要的传统中草药,其块根中的活性提取物可作为绿色保健食品之一,其富含的多种营养成分及功效在未来的市场中具有巨大的潜力。
  急性肺损伤(Acute lung injury, ALI)是由多种内源性和外源性刺激引起肺部出现以炎症反应、肺水肿和肺泡毛细血管屏障损伤为病理特征,以呼吸衰竭综合症和进行性低氧血症为临床特征的综合病征lS-6l。大量研究表明,氧化应激和过度炎症是急性肺损伤发生发展的两个重要因素,是急性呼吸窘迫综合征、肺炎、急性呼吸衰竭、脓毒症等的轻度病理阶段C~28。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是大多数食源性致病菌如大肠杆菌的主要毒性成分,广泛用于诱导细菌感染引起的 ALI凹。当肺部识别到病原体入侵时,先天免疫系统启动,RAW 264.7细胞作为肺远端最丰富的先天免疫细胞被激活,细胞膜受体识别病原体引发强烈的免疫应答,活性氧(reactive oxygen,ROS)产生,RAW 264.7 细胞向 M1 极化从而分泌促炎介质,调控机体免疫系统0911。因此,本研究拟通过 LPS 建立 RAW 264.7 细胞损伤模型及小鼠急性肺损伤模型,探究天然金荞麦总黄酮对食源性致病菌诱发 RAW 264.7 细胞损伤和小鼠急性肺损伤的作用,为并发其作为有效抑制肺部炎症的保健食品提供实验依据。
  方法
  雄性昆明小鼠(20±2g)购自珠海百试通生物科技有限公司,实验动物许可证号为 SCXK(粤)2020-0051,伦理审查批准文号为GDOU-LAE-2022-014。RAW 264.7小鼠单核巨噬细胞株:上海信裕生物科技有限公司;金荞麦药材:产地贵州;DMEM基础培养基:美国 GIBCO 公司;胎牛血清:Clark;青-链霉素:美国GIBCO公司;脂多糖:美国 Sigma 公司;CCK-8 活细胞检测试剂盒:Abmole;小鼠肿瘤坏死因子a(TNF-a)、白介素6(IL-6)、白介素1β(IL-1B)和白介素18(IL-18)ELISA 试剂盒:北京奇松生物科技有限公司;乳酸脱氢酶(LDH)活性检测试剂盒、丙二醛(MDA)含量检测试剂盒、过氧化氢(HO测定试剂盒:北京索莱宝科技有限公司;活性氧(ROS)检测试剂盒、CuZn(Mn-SOD活性检测试剂盒、总谷胱甘肽(GSH)检测试剂盒:上海碧云天生物技术有限公司:总超氧化物歧化酶(SOD测定试剂盒、过氧化氢酶(CAT测定试剂盒:南京建成生物工程研究所;无水乙醇、NaNOz、AINOx、NaOH均为分析纯:广州科诚生物有限公司;甲醇(LC-MS 级)、乙腈(LC-MS级):美国 Honeywell 公司;甲酸(LC-MS级):美国 Sigma 公司。
  结果
  本研究采用 LPS 构建小鼠急性肺损伤及 RAW 264.7 细胞损伤模型,通过观察氧化生物标志物、炎性因子指标的变化及细胞凋亡率,探讨金荞麦总黄酮对LPS 诱导小鼠急性肺损伤的影响。研究发现,金荞麦总黄酮能有效升高 LPS 诱导的抗氧化酶 SOD 和 CAT 的活力,提高抗氧化基因GSH 的表达,进而清除积累的 ROS、MDA 和 HSO 抵御氧化损伤;金荞麦总黄酮能明显抑制巨噬细胞向 M1 极化,减少促炎介质的分泌,从而减轻炎症损伤;金荞麦总黄酮通过保障细胞活力、减少 LDH 的释放并保护细胞膜的完整性,从而抑制细胞凋亡;金荞麦总黄酮通过降低小鼠肺干湿比重从而缓解肺组织水肿。综上表明,金荞麦总黄酮具有抗炎、抗氧化及抗凋亡作用缓解LPS诱导的小鼠急性肺损伤,为金荞麦总黄酮作为功能性食品、绿色保健品的开发提供实验依据和新思路。

细胞损伤模型,小鼠急性肺损伤模型,动物模型建立,肺损伤动物模型,模型小鼠,动物实验,动物造模

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  讨论
  急性肺损伤是临床上常见的危重症之一,主要发病机制为肺部或全身不可控的炎症,可发生于动物生长的各个阶段,患病率和死亡率居高不下130。巨噬细胞是急性肺损伤发病机制中的关键协调者,是抵御空气传播颗粒和微生物的第一道防线,其功能传统上被认定为"M1经典活化巨噬细胞(CAM)"与"M2替代活化巨噬细胞(AAM)",M1巨噬细胞的特征是分泌促炎因子,如 IL-1β、IL-6、IL-18和 TNF-α 等促进自身免疫性疾病Chl5。异常的巨噬细胞极化是氧化应激和炎症反应之间的中心联系,能引起微环境中的ROS与DNA、脂质(包括磷脂)以及抗氧化系统的分子相互作用,破坏氧化还原平衡,导致免疫系统对功能程序、分泌产物和周围组织微环境的错误调节U6J。研究表明,多形核中性粒细胞的外泌体 miR-30d-5p 静脉注射可显著降低盲肠结扎和穿刺(CLP)诱导的ALI 小鼠肺中 M1 巨噬细胞活化和巨噬细胞死亡;宣肺白汤通过下调 LPS 诱导的急性肺损伤小鼠中促炎细胞因子如 IL-6、TNF-α 和 IL-1β 的表达以及巨噬细胞和中性粒细胞浸润来改善肺损伤18l。因此,调节巨噬细胞的异常极化可能是改善急性肺损伤的重要途径。
  由多种致病性病原菌经摄食进入人体内引起以炎症为主的急性肺损伤,已成为危害人类健康安全的世界性难题。大量研究表明,革兰氏阴性菌外膜的脂多糖(LPS)滴鼻或气管滴注可有效增加 ROS 的产生以及炎症因子的释放,可有效模拟急性肺损伤的发病过程U9-201。因此,本研究利用 LPS 建立RAW 264.7细胞损伤模型和小鼠急性肺损伤模型,结果表明,20 μgemL-+LPS 处理 RAW 264.7细胞,可诱导 RAW 264.7 向 M1 状态极化分泌 IL-1B、IL-6、IL-18和 TNF-4等促炎细胞因子,产生ROS,诱发氧化应激和炎症反应,炎性因子的大量释放讲一步加剧了活性氧的累积,细胞质膜完整件受损,将LDH迅速释放至细胞外,导致细胞大量死亡;昆明小鼠以mg*kg*LPS滴鼻给药,可诱导小鼠肺组织湿干重比升高呈现肺水肿,大量释放促炎细胞因子和氧化应激产物,降低抗氧化酶的活性。这提示,LPS 成功建立小鼠体内外急性肺损伤模型。
  金荞麦是我国首先发掘的一种新型抗感染药物,能安全及有效地提升呼吸系统健康,具有多种有益机体健康的药理活性,其中黄酮类成分具有极高的抗炎与抗氧化能力,4021。据报道,黄酮类成分可通过降低 M1 巨噬细胞比例和增加 M2 巨噬细胞比例来发挥抗炎作用【28.29】。研究表明,表没食子儿茶素-3-没食子酸酯调节巨噬细胞向 M2 状态极化,降低 LPS 给药的肺微环境中促炎 M1 介质iNOS、TNF-α、IL-1β和IL-6的表达,减轻了8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)、硝基酪氨酸的表达,表明其抗炎和抑制氧化损伤的能力300;鸢尾黄酮可抑制LPS诱导的内皮细胞损伤和M1极化,减少肾组织中巨噬细胞浸润和 M1极化来抑制肾脏炎症DU。以上研究表明,抑制巨噬细胞的 M1 极化可有效调节炎症损伤。因此,我们推测金荞麦黄酮可作为一种绿色保健食品预防人类和动物急性肺损伤的发生。本实验发现,金荞麦总黄酮能通过上调RAW264.7细胞和小鼠血清中抗氧化酶的活力,提高抗氧化基因的表达,进而清除 LPS 积累的 ROS 和 HOz,减少 ROS 氧化多不饱和脂肪酸产生的MDA,继而减轻小鼠肺组织和 RAW 264.7 细胞氧化应激损伤。金荞麦总黄酮还可有效抑制 RAW 264.7 细胞 M1极化,从而减少小鼠血清和细胞上清液中 IL-1β、IL-6 和 TNF-α 等的过度分泌:通过抵御 LPS 对 RAW 264.7 细胞质膜完整性的破坏,减少 LDH 以及促炎因子释放至胞外。这表明,金荞麦总黄酮发挥其抗炎、抗氧化及抗凋亡的作用向巨噬细胞 M1 状态极化、保护细胞质膜的完整性从而缓解LPS诱导的小鼠急性肺损伤。

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