地榆通过调节氧化应激、脂肪酸氧化和肠道菌群改善CDAHFD诱导小鼠的肝脏脂肪变性和纤维化

Sanguisorba officinalis L. Ameliorates Hepatic Steatosis and Fibrosis by Modulating Oxidative Stress, Fatty Acid Oxidation, and Gut Microbiota in CDAHFD-Induced Mice

作者信息Yunseong Nam, Myungsuk Kim, Saruul Erdenebileg, Kwang Hyun Cha, Da Hye Ryu, Ho Youn Kim, Su Hyeon Lee, Je Hyeong Jung, Chu Won Nho
PMID37686810
期刊Nutrients
发布时间2023-08-29
DOI10.3390/nu15173779

实验完整度

包含体内动物模型(CDAHFD小鼠)和体外细胞模型(LX-2细胞),并进行功能验证(组织学、生化指标)和机制验证(SMAD2/3磷酸化、基因表达)。

主要模型

C57BL/6J小鼠CDAHFD诱导NAFLD/纤维化模型 LX-2肝星状细胞系

重点核对

SOEE剂量:25和100 mg/kg/天(口服灌胃) CDAHFD饮食诱导10周 LX-2细胞处理:TGF-β1 5 ng/mL,SOEE浓度1、5、10 μg/mL SMAD2/3磷酸化检测(Western blot) 肠道菌群16S rRNA测序(V3-V4区)

摘要

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是慢性肝病的主要原因,包括非酒精性脂肪变性、脂肪性肝炎和纤维化。地榆(Sanguisorba officinalis L.,SO)的根因其抗氧化特性而被传统使用,并对代谢紊乱(包括糖尿病和肥胖)具有有益作用。然而,其对肝脏脂肪变性和纤维化的影响尚不清楚。在本研究中,我们探讨了95%乙醇地榆提取物(SOEE)对NAFLD和纤维化在体内和体外的影响。将SOEE口服给予喂食胆碱缺乏、L-氨基酸定义、高脂饮食(CDAHFD)的C57BL/6J小鼠,持续10周。SOEE通过调节肝脏丙二醛水平和氧化应激相关基因的表达,调节脂肪酸氧化相关基因,并抑制负责纤维化的基因表达,从而抑制肝脏脂肪变性。SOEE抑制了细胞外基质羟脯氨酸的沉积和纤维化相关基因的mRNA表达。SOEE通过抑制SMAD2/3磷酸化在体外降低纤维化相关基因的表达。此外,SOEE恢复了肠道微生物多样性,并调节了与NAFLD和纤维化相关的特定细菌属。这项研究表明,SOEE可能通过调节氧化应激、脂肪酸氧化和肠道菌群组成,成为抑制肝脏脂肪变性和纤维化的潜在候选药物。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
地榆乙醇提取物是否能改善NAFLD相关的肝脏脂肪变性和纤维化?
核心机制
SOEE通过抑制氧化应激(降低MDA,恢复抗氧化酶表达)、调节脂肪酸氧化(上调Ppara、Cpt1a,下调Lpl)、抑制纤维化相关基因表达(通过抑制SMAD2/3磷酸化)以及调节肠道菌群组成(增加有益菌如Lactobacillus,减少有害菌如Acetivibrio乙醇gignens)来发挥作用。
主要证据
在CDAHFD小鼠中,SOEE减少肝脏脂滴面积、NAS评分、羟脯氨酸含量及纤维化相关基因表达;在LX-2细胞中,SOEE抑制TGF-β1诱导的纤维化基因表达和SMAD2/3磷酸化。
研究意义
SOEE可能作为NAFLD的潜在天然治疗药物,通过多靶点调节氧化应激、脂肪酸氧化和肠道微生物群来抑制肝脏脂肪变性和纤维化。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立NAFLD/纤维化动物模型

诱导肝脏脂肪变性和纤维化以评估SOEE的作用。

C57BL/6J小鼠喂食CDAHFD饮食10周,同时口服SOEE或阳性对照OCA。

2

评估肝脏脂肪变性

检测SOEE对肝脏脂质积累的影响。

测量肝脏TG、TC含量,进行H&E染色和NAS评分,并量化脂滴面积。

3

检测氧化应激和脂肪酸氧化标志物

探究SOEE对氧化应激和脂肪酸氧化途径的影响。

检测肝脏MDA水平,并通过qRT-PCR检测抗氧化酶和脂肪酸氧化相关基因表达。

4

评估肝脏纤维化

检测SOEE对纤维化进程的影响。

通过天狼星红染色、羟脯氨酸测定及纤维化相关基因表达分析。

5

体外验证抗纤维化机制

探究SOEE对肝星状细胞活化的影响及其机制。

使用TGF-β1诱导LX-2细胞活化,检测纤维化基因表达及SMAD2/3磷酸化。

6

肠道菌群分析

探究SOEE对肠道微生物多样性和组成的影响。

对粪便样本进行16S rRNA基因测序,分析α多样性和属水平丰度变化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
乙醇----
滤纸GE Healthcare--
旋转蒸发仪Buchi--
达尔伯克改良必需培养基Welgene--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Hyclone--
胆碱缺乏L-氨基酸定义高脂饮食Research Diets Inc.A06071302
奥贝胆酸Medchemexpress--
ALT检测试剂盒ElabscienceE-BC-K235-S
AST检测试剂盒ElabscienceE-BC-K236-M
TG检测试剂盒ElabscienceE-BC-K238
TC检测试剂盒ElabscienceE-BC-K109-M
MDA检测试剂盒ElabscienceE-BC-K025-M
羟脯氨酸检测试剂盒ElabscienceE-BC-K062-S
蔡司AxioCam MRc5Carl Zeiss--
基因特异性引物----
抗兔SMAD2/3抗体----
磷酸化SMAD2/3抗体----
GAPDH抗体----
HRP标记的山羊抗兔IgG抗体----
MiSeq测序平台Illumina--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
小鼠品系、性别、年龄、饮食类型、处理剂量和时间
阅读提示:Materials and Methods, 2.3 Animal Experiment
细胞培养与处理
细胞系、培养基、处理浓度和时间
阅读提示:Materials and Methods, 2.2 Cell Culture and 3.5 Results
组织学分析
染色方法、图像采集和定量方法
阅读提示:Materials and Methods, 2.5 Histological Examination and Figure 1, 3
基因表达检测
引物序列、反应条件和内参基因
阅读提示:Materials and Methods, 2.6 qRT-PCR and Table 1
蛋白表达检测
抗体类型、稀释比例、蛋白提取方法
阅读提示:Materials and Methods, 2.7 Western Blotting
肠道菌群分析
粪便采集时间、DNA提取方法、测序区域和数据分析流程
阅读提示:Materials and Methods, 2.8 16S rRNA Gene Sequencing