壳寡糖胶囊对高脂血症大鼠的降胆固醇作用及潜在机制

Cholesterol-lowering effects and potential mechanisms of chitooligosaccharide capsules in hyperlipidemic rats.

作者信息Yao Jiang, Chuhan Fu, Guihua Liu, Jiao Guo, Zhengquan Su
PMID29922118
发布时间2018-06-14
DOI10.29219/fnr.v62.1446

实验完整度

包含体外细胞实验(3T3-L1)背景提及,但核心为动物模型(SD大鼠高脂饮食)并结合DGE、RT-qPCR、Western blot等多层级验证,功能验证和机制验证明确。

主要模型

高脂饮食诱导的SD大鼠高脂血症模型 大鼠肝脏组织

重点核对

动物模型:SPF级SD雄性大鼠,8周龄,体重200±20g 分组及剂量:高脂饮食组、阿托伐他汀组(7mg/kg·day)、COSTC低(150mg/kg·day)、中(300mg/kg·day)、高(600mg/kg·day)剂量组 给药方式:口服灌胃,每日1mL/100g,持续6周 检测指标:血清TC、TG、LDL-C、HDL-C、AST、ALT水平,肝脂质,粪便脂质及TBA,肝脏组织学,mRNA和蛋白表达(CYP7A1, LXRA, PPARα, HMGCR, SREBP2, LDLR)

摘要

背景:壳寡糖(COS)在少数研究中显示出作为功能性食品的潜在抗高脂血症活性。方法:我们研究了壳寡糖胶囊(COSTC)对喂食高脂饮食的雄性SD大鼠的降胆固醇作用及潜在机制。结果:COSTC能够改善血清脂质水平。同时,其降胆固醇作用可能归因于其在两条通路中的作用:上调胆固醇7α-羟化酶(CYP7A1)、肝X受体α(LXRA)和过氧化物酶体增殖物激活受体-α(PPARα)的基因表达和活性,促进胆固醇向胆汁酸转化;下调包括3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGCR)和固醇调节元件结合蛋白-2(SREBP2)在内的酶的基因表达和活性,并上调低密度脂蛋白受体(LDLR)以减少胆固醇的从头合成。结论:研究表明,COSTC作为预防和治疗高脂血症的天然补充剂或功能性食品具有潜在用途。

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
COSTC在高脂饮食诱导的高脂血症大鼠中是否具有降胆固醇作用及其潜在分子机制。
核心机制
COSTC通过上调CYP7A1、LXRA和PPARα的基因表达和活性,促进胆固醇向胆汁酸转化;通过下调HMGCR和SREBP2的基因表达和活性并上调LDLR,减少胆固醇的从头合成。
主要证据
在SD大鼠高脂饮食模型中,COSTC显著降低血清TC、TG、LDL-C水平,增加粪便TC、TG和TBA排泄,并通过RT-qPCR和Western blot验证肝脏中相关基因和蛋白表达的改变。
研究意义
COSTC可能作为预防和治疗高脂血症的天然补充剂或功能性食品,为设计新的治疗策略提供帮助。

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

建立高脂血症大鼠模型及分组给药

建立高脂饮食诱导的高脂血症大鼠模型,并评估COSTC不同剂量的干预效果。

SD大鼠适应性喂养1周后,除对照组(NF)外,其余大鼠喂食高脂饮食2周建立高脂血症模型。之后分为高脂饮食组(HF)、阿托伐他汀组(AVT)和COSTC低、中、高剂量组,每日灌胃给药,持续6周。

2

血清及组织脂质水平检测

评估COSTC对高脂血症大鼠血清脂质水平的影响。

给药6周后,收集血液和肝脏组织,使用生化分析仪检测血清TC、TG、HDL-C、LDL-C水平,计算动脉粥样硬化指数(AI),并检测肝脏脂质含量。

3

粪便脂质和总胆汁酸检测

评估COSTC是否促进胆固醇通过粪便排泄。

收集粪便样本,使用试剂盒检测粪便中TC、TG和总胆汁酸(TBA)水平。

4

肝脏组织病理学检查

评估COSTC对高脂饮食诱导的肝脏脂肪变性和损伤的影响。

取肝脏、心脏、肾脏、附睾及肾周白色脂肪组织,固定、包埋、切片,进行H&E染色,显微镜下观察组织形态结构。

5

数字基因表达谱分析

比较COSTC组与HF组肝脏组织的差异表达基因,筛选与脂质代谢相关的关键基因。

提取肝脏RNA,进行DGE测序,使用NOISeq方法筛选差异表达基因,并进行GO富集分析。

6

RT-qPCR验证基因表达

验证DGE分析中筛选的与胆固醇合成和排泄相关基因的mRNA表达水平。

提取肝脏RNA,反转录为cDNA,使用实时荧光定量PCR检测CYP7A1、LXRA、PPARα、HMGCR、SREBP2、LDLR的mRNA表达,以β-actin为内参。

7

Western blot验证蛋白表达

验证相关基因的蛋白表达水平。

提取肝脏蛋白,通过SDS-PAGE电泳、转膜、抗体孵育,检测CYP7A1、LXRA、PPARα、HMGCR、SREBP2、LDLR的蛋白表达,以β-actin为参照。

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。

验证血清生化指标
验证组织病理学变化
验证基因表达差异

产品清单

实验环节名称品牌货号
壳寡糖胶囊(COSTC)实验室自制--
阿托伐他汀钙片Pfizer Pharmaceutical Company Limited--
聚维酮Tianjin Kermel Chemical Reagent Co., Ltd.--
羧甲基纤维素钠Tianjin Kermel Chemical Reagent Co., Ltd.--
总胆固醇试剂盒BioSino Biotechnology and Science, Inc.--
甘油三酯试剂盒BioSino Biotechnology and Science, Inc.--
高密度脂蛋白胆固醇试剂盒BioSino Biotechnology and Science, Inc.--
低密度脂蛋白胆固醇试剂盒BioSino Biotechnology and Science, Inc.--
天冬氨酸氨基转移酶试剂盒BioSino Biotechnology and Science, Inc.--
丙氨酸氨基转移酶试剂盒BioSino Biotechnology and Science, Inc.--
自动生化分析仪BC200Beijing Precil Instrument Co. Ltd.BC200
Mithras LB 940多功能酶标仪Berthold Technologies GmBH & Co. KG--
切片机Leica RM2235LeicaRM2235
安捷伦RNA 6000 Pico试剂盒Agilent Technologies--
安捷伦2100生物分析仪Agilent Technologies--
TRIzol试剂Invitrogen, Inc.--
PrimeScript RT试剂盒(含gDNA Eraser)TaKaRaD413KA5332
SYBR Premix Ex Taq试剂盒TaKaRaAK7103
Bio-Rad IQ5实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
引物对Sangon Biotech Co. Ltd.--
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime0907A16
PVDF膜Millipore Corp.--
HMGCR抗体Proteintech, Inc.--
CYP7A1抗体Proteintech, Inc.--
SREBP2抗体Proteintech, Inc.--
LDLR抗体Proteintech, Inc.--
LXRA抗体Proteintech, Inc.--
PPARα多克隆抗体Proteintech, Inc.--
兔抗β-actin抗体Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd.--
山羊抗兔IgG/HRPBiosynthesis Biotechnology Co., Ltd.--
增强化学发光试剂Millipore Corp.--
化学发光成像系统Sage Creation--
Lane 1D凝胶图像软件Sage Creation--

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
动物模型建立
SD大鼠来源、年龄、体重、高脂饮食配方、造模时间(2周)及造模标准(TC、TG或LDL-C显著升高)
阅读提示:Materials and Methods: Animals and Diets
分组与给药
分组(NF、HF、AVT、COSTC-L/M/H),各组样本量(n=10),给药剂量(AVT 7mg/kg,COSTC 150/300/600mg/kg),给药方式(灌胃,1mL/100g),给药时间(6周)
阅读提示:Materials and Methods: Animals and Diets
血清生化及组织脂质检测
血液采集方法(禁食24h,麻醉后腹主动脉采血),离心条件(4℃,3500rpm,15min),检测试剂盒品牌及分析仪型号,肝脏脂质提取方法
阅读提示:Materials and Methods: Serum Biochemical Analysis
组织病理学检查
组织固定液(12%甲醛),脱水浓度梯度,切片厚度(3-5μm),染色方法(H&E),观察倍数(200×)
阅读提示:Materials and Methods: Histological Staining
DGE分析
RNA提取试剂盒,RNA质量指标(28S/18S比值),文库构建方法,测序平台,差异表达基因筛选方法(NOISeq)
阅读提示:Materials and Methods: Digital Gene Expression Tag Profiling; Fig. 2
RT-qPCR验证
RNA提取试剂(TRIzol),逆转录试剂盒(PrimeScript RT试剂盒),PCR试剂(SYBR Premix Ex Taq),循环条件(95℃ 30s; 40 cycles 95℃ 3s, 60℃ 20s, 65℃ 15s),内参(β-actin),引物序列
阅读提示:Materials and Methods: Quantitative RT-PCR
Western blot验证
蛋白提取方法(RIPA裂解液,离心12000g 20min),蛋白定量(BCA法),电泳及转膜条件,抗体来源及稀释度,内参(β-actin),检测方法(ECL)
阅读提示:Materials and Methods: Western Blotting