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电针足三里穴抑制NLRP3 / IL-1β诱导的巨噬细胞极化和促进Nrf2 / HO-1改善DSS诱导的急性结肠炎
来源:针灸最前沿 2019-07-24 [科技] [中国中医药]

背景:ST-36的电针(EA)可以减轻急性实验性结肠炎,但机制尚不清楚。我们研究了巨噬细胞在EA的抗炎作用及其分子机制中的作用。

方法:雄性C57BL / 6小鼠随机分为5组:正常对照,葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的急性结肠炎(DSS),DSS与假EA(SEA),DSS与高频EA(HEA)和DSS与低频率EA(LEA)。在结肠炎进展期间评估体重,结肠长度,DAI评分和组织学评分。用ELISA,细胞计数珠阵列,RT-PCR和WB检测促和抗炎细胞因子的血清和结肠水平。使用流式细胞术测定结肠巨噬细胞亚群。应用磁激活细胞分选法分离结肠巨噬细胞,并用WB,RT-PCR和免疫荧光研究其分子机制。

结果:(1)与DSS组相比,HEA较LEA体重减轻,DAI和组织学评分降低。(2)HEA和LEA显着降低IL-1β,TNFα,IL-6,IL-12和IL17的血清水平,结肠蛋白和mRNA水平。HEA增加IL-10水平。(3)DSS组M1巨噬细胞百分率增加,M2巨噬细胞百分率下降; HEA和LEA扭转了这一比例。(4)与DSS治疗组相比,HEA和LEA分离的巨噬细胞中NLRP3、 IL-1β蛋白和mRNA水平降低; (5)与DSS小鼠中的水平相比,HEA增加Nrf2 / HO-1水平。

结论:电针ST-36通过抑制NLRP3 / IL-1β诱导的巨噬细胞极化和促进Nrf2 / HO-1改善DSS诱导的急性结肠炎

 

     溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis ,UC)是一种慢性疾病,其特征在于直肠和结肠粘膜的弥漫性炎症。典型的临床症状是血性腹泻,其特征在于缓解和恶化的时期。近几十年来,对比发达国家如北美和东欧的发病率,UC的发病率在发展中国家增加。迄今为止,传统磺胺类,糖皮质激素和新的免疫抑制剂是有效的,但它们的副作用和高成本也是不可忽视的。近年来,一些研究表明电针(EA)可以改善急性实验性结肠炎,但是这种影响背后的机制是不确定的。更多背景知识请关注原文

 

1.EA改善DSS诱导的急性结肠炎

 

 

图1

 

(A)每天测量体重变化,并表示为从第0天开始的百分比变化;n=16。

(B)每天评估每组的临床DAI评分;n=16。

(C,D)测量每组结肠的长度;n=16。

(E)进行H&E染色,测定组织学评分;n=6。用400倍放大率检查用H&E染色的结肠切片的代表性显微照片。

* 与对照组相比,P<0.05,** 与对照组相比P<0.01, 与DSS组相比,#P<0.05,与DSS组相比,##P<0.01。DAI,疾病活动指数;DSS,硫酸葡聚糖钠;H&E,苏木精和曙红。

       我们观察到体重,结肠长度和DAI评分的变化以评估症状的严重程度(图1a-d)。与DSS组的体重减轻相比,第5天和第6天用HEA治疗减轻体重(分别为P=0.019和P=0.027);HEA和LEA均降低了第5天和第6天的DAI评分(均P<0.01)。SEA治疗对体重变化,DAI评分或结肠长度没有影响。

 

 

2.EA维持DSS诱导的结肠炎中促炎和抗炎细胞因子分泌的平衡

 

 

(A)ELISA法测定血清IL-1β水平,各组n=6;用CBA测定细胞因子(TNFα,IL-6和IL-12)的水平,n=8。

(B)通过蛋白质印迹法测量结肠中IL-1β,TNFα,IL-6,IL-12和IL17的蛋白质水平;n=8。

(C)通过RT-PCR分析检测结肠中IL-1β,TNFα,IL-6,IL-12和IL17的mRNA表达;n=8。

与对照组相比,*P<0.05,与对照组相比,**P <0.01, 与DSS组相比,#P<0.05,与DSS组相比,##P <0.01。CBA,细胞计数珠粒;ELISA,酶联免疫吸附试验。‍

     HEA和LEA均降低IL-1β,IL-6和IL-12的水平。仅HEA治疗后血清TNFα水平降低(图2)。在DSS和SEA组之间没有差异。此外,在结肠组织中。与DSS组中相比,在HEA和LEA组中IL-1β,TNFα和IL17的蛋白质水平显着降低(图2B)。与DSS组相比,HEA和LEA均显着降低IL-1β,TNFα,IL-6,IL-12和IL17 的mRNA表达。

3.EA抑制M1巨噬细胞极化并促进M2巨噬细胞极化

 

图3

(A)代表流的流式细胞分析固有层 的单核细胞。显示了总巨噬细胞,M1巨噬细胞和M2巨噬细胞的百分比,每组n = 4。

( B )通过RT-PCR分析检查巨噬细胞中M1相关基因(iNOS)和M2相关基因(CD206,Arg1和FIZZ1 )的mRNA表达,每组n = 4。

。**  与对照组相比,P <0.01,#P 与DSS组相比,<0.05,与DSS组相比,## P  <0.01。Arg-1,精氨酸酶-1。

 

 

       与DSS组相比,HEA组和LEA组均显示M1巨噬细胞百分比降低,M2巨噬细胞百分比增加。SEA治疗没有改变M1巨噬细胞或M2巨噬细胞的比例。然后,我们通过MACS分离巨噬细胞,并用RT-PCR进一步检查M1和M2巨噬细胞相关基因的mRNA表达水平(图4B)。与DSS组相比,HEA和LEA处理的小鼠中M1相关基因iNOS的表达显着降低,M2相关基因ARG1的表达增加。HEA促进CD206的表达,而LEA仅增加FIZZ1的表达。

 

4.EA抑制NLRP3 / IL-1β活化并促进巨噬细胞中的Nrf2 / HO-1活化

图4

(A )NLRP3,caspase-1,裂解的caspase ,IL-1β,裂解的IL-1β的蛋白质水平,通过蛋白质印迹分析测量巨噬细胞中的Nrf2和HO-1 。n = 4。

( B )通过RT-PCR分析检查巨噬细胞中NLRP3,IL-1β,Nrf2和HO-1 的mRNA表达。n = 4。

*  与对照组相比,P <0.05,与对照组相比,** P  <0.01,#P 与对照组 相比<0.05,与DSS组相比,## P <0.01。

      HEA和LEA处理均抑制NLRP3和caspase1的激活,IL-1β的裂解也减少。然后我们研究了EA对Nrf2 / HO-1活化的影响。与DSS组相比,仅HEA有效地促进了Nrf2和HO-1的蛋白质水平。发现mRNA表达的类似情况(图 5B)。 

 

图5

(A)用NLRP3(绿色)和F4 / 80(红色)双标记,n = 6; 

(B)不同组中的HO-1(绿色)和F4 / 80(红色),n = 6。

    免疫荧光双染色共定位用于进一步研究巨噬细胞中NLRP3活化和HO-1表达(图5)。DSS组中粘膜的结构被破坏,伴随着F4/80和NLRP3共定位的增加。通过HEA和LEA治疗,我们发现F4/80阳性区域的NLRP3表达降低(图6A)。图6B显示F4/80和HO-1的共表达。我们发现DSS组中F4/80阳性巨噬细胞中几乎没有HO-1表达。与DSS组相比,在HEA和LEA组的小鼠结肠粘膜中发现了大量表达HO-1泛滥的F4/80阳性巨噬细胞。

 

 

小结:

穴位ST-36的EA可以改善急性DSS诱导的结肠炎,并说明了潜在的潜在机制:M1巨噬细胞比例下降和M2巨噬细胞比例增加。EA减弱结肠炎症的分子机制包括NLRP3/IL-1β的下调和Nrf2/HO-1途径的上调。我们的研究暗示EA可能作为一种安全且具有成本效益的急性结肠炎候选疗法,可能对潜在的临床应用具有优势。

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