甘草酸通过toll样受体4信号通路对脂多糖诱导的C57小鼠神经炎症和认知障碍的抑制作用

Suppressive effect of glycyrrhizic acid against lipopolysaccharide-induced neuroinflammation and cognitive impairment in C57 mice via toll-like receptor 4 signaling pathway.

作者信息Wenfeng Liu, Shun Huang, Yonglian Li, Kun Zhang, Xi Zheng
PMID31073286
发布时间2019-04-29
DOI10.29219/fnr.v63.1516

实验完整度

包含动物模型行为学测试、PET成像、组织学及免疫组化验证,但缺乏体外细胞实验和分子水平机制验证。

主要模型

LPS诱导的C57小鼠阿尔茨海默病模型

重点核对

LPS剂量:250 μg/kg,腹腔注射,每日一次,连续7天 GA剂量:50 mg/kg和100 mg/kg,每日一次,连续7天 TTP488剂量:5 mg/kg,每日一次,连续7天 动物:雌性C57小鼠,8-9周龄,体重22-25g 每组样本量:8只小鼠

摘要

背景:甘草酸(GA)是甘草根部富含的主要活性成分,具有公认的抗炎作用。目的:评估GA对抗脂多糖(LPS)诱导的慢性神经炎症和记忆障碍的潜在机制。设计:我们探讨了GA在LPS诱导的阿尔茨海默病小鼠模型中对神经炎症和记忆障碍的影响。结果:micro-PET/CT成像和Morris水迷宫测试的数据表明,口服GA可以逆转LPS诱导的脑内葡萄糖摄取和代谢异常,并减轻LPS诱导的小鼠记忆丧失和认知缺陷。组织学和免疫组织化学染色结果显示,GA治疗通过抑制toll样受体4(TLR4)信号通路激活,抑制了C57小鼠脑中促炎细胞因子IL-1β和TNF-α的过度表达。结论:我们的发现表明,GA可能是治疗神经炎症和认知障碍的治疗剂。关键词:甘草酸,LPS,神经炎症,toll样受体(TLR4),阿尔茨海默病。

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
甘草酸(GA)能否通过抑制TLR4信号通路减轻LPS诱导的慢性神经炎症和认知障碍?
核心机制
GA通过抑制TLR4信号通路,下调下游Myd88、MAPK p38和NF-κB p65的表达,从而抑制促炎细胞因子IL-1β和TNF-α的过度表达。
主要证据
行为学测试(Morris水迷宫)显示GA改善认知;micro-PET成像显示GA恢复脑葡萄糖代谢;Nissl染色显示GA减轻神经元损伤;免疫组化显示GA抑制TLR4通路及炎症因子表达。
研究意义
GA可能成为治疗神经炎症和认知障碍的潜在治疗剂,为甘草产品的健康价值提供科学依据。

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LPS诱导的AD小鼠模型并分组给药

模拟慢性神经炎症和认知障碍,评估GA的干预效果。

雌性C57小鼠随机分为5组(每组8只):对照组(PBS)、LPS组(LPS 250 μg/kg)、TTP488组(TTP488 5 mg/kg + LPS)、GA50组(GA 50 mg/kg + LPS)、GA100组(GA 100 mg/kg + LPS)。先连续给药7天,再腹腔注射LPS或PBS连续7天。

2

行为学测试评估认知功能

评估GA对LPS诱导的学习记忆障碍的影响。

给药两周后进行Morris水迷宫测试,包括定位航行实验(隐藏平台)和空间探索实验(撤除平台)。记录逃避潜伏期、目标象限停留时间百分比和穿越平台次数。

3

micro-PET成像检测脑葡萄糖代谢

评估GA对LPS诱导的脑葡萄糖代谢异常的影响。

给药两周后进行micro-PET/CT成像,小鼠禁食12小时,麻醉后腹腔注射18F-FDG,60分钟后扫描,分析脑部18F-FDG摄取量(SUVmax和SUVmean)。

4

Nissl染色评估神经元损伤

评估GA对LPS诱导的神经元损伤的保护作用。

行为学测试后处死小鼠,取脑固定、包埋、切片(4μm),进行Nissl染色,计数海马和皮层正常神经元数量。

5

免疫组化检测炎症因子和TLR4通路蛋白表达

验证GA对LPS诱导的神经炎症的抑制作用及机制。

对脑切片进行免疫组化染色,检测IL-1β、TNF-α、NF-κB p65、MAPK p38、Myd88和TLR4的表达。

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
甘草酸J&K Scientific Co.--
脂多糖(大肠杆菌O55:B5)Sigma-Aldrich--
TTP488----
抗TLR4抗体Bioss Biotechnology Co.--
抗Myd88抗体Bioss Biotechnology Co.--
抗MAPK p38抗体Bioss Biotechnology Co.--
抗NF-κB p65抗体Bioss Biotechnology Co.--
抗TNF-α抗体Bioss Biotechnology Co.--
抗IL-1β抗体Bioss Biotechnology Co.--
Inveon微型PET/CT系统Siemens Healthiness--
micro-PET/CT管理器Siemens Medical Solutions Inc.--
Inveon研究工作台----
SMART视频追踪与分析系统TSE--
奥林巴斯共聚焦显微镜Olympus--

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
动物模型与分组
动物品系、性别、年龄、体重、饲养条件、分组方式、每组样本量及药物剂量
阅读提示:Materials and Methods: Animals and drug treatment
行为学测试
水迷宫参数(水池尺寸、平台尺寸、水温)、训练天数、每天试验次数、每次试验时长、空间探索试验时长
阅读提示:Materials and Methods: Morris water maze (MWM) test
micro-PET成像
禁食时间、麻醉方式、18F-FDG注射剂量及时间、扫描时间、图像分析软件及参数
阅读提示:Materials and Methods: Micro-PET imaging
组织学检测
固定液、切片厚度、染色方法及时间、抗体稀释比例、抗原修复条件、图像采集及分析软件
阅读提示:Materials and Methods: Nissl staining, Immunohistochemistry staining