柚皮苷通过调节JAK2/STAT3信号通路改善溃疡性结肠炎模型小鼠的肠道损伤

Naringin ameliorates intestinal injury in ulcerative colitis model mice by modulating the JAK2/STAT3 signaling pathway.

作者信息Miaomiao Wu, Yating An, Yongmin Li, Wei He, Ying Wang, Yaqi Wang, Caixia Wu
PMID41574687
发布时间2026-03
DOI10.3892/mmr.2026.13805

实验完整度

高

包含DSS诱导的结肠炎小鼠模型和IL-6刺激的Caco-2细胞模型,分别进行了体内和体外实验,并通过STAT3 siRNA沉默进行机制验证,同时评估了临床指标、组织病理、Western blot和免疫荧光等多层级验证。

主要模型

DSS诱导的结肠炎小鼠模型 IL-6刺激的Caco-2细胞单层模型

重点核对

DSS诱导小鼠模型:3% DSS自由饮用10天,n=8/组 柚皮苷给药剂量:40 mg/kg,每日灌胃,持续10天 美沙拉嗪对照剂量:0.2 g/kg,每日灌胃,持续10天 Caco-2细胞IL-6刺激浓度和时间:20 ng/ml,45分钟 柚皮苷处理浓度和时间:40 µmol/L,2小时 STAT3 siRNA敲低效率验证

摘要

溃疡性结肠炎(UC)是一种以黏膜炎症和肠道屏障破坏为特征的慢性自身免疫性疾病。目前的治疗方法常产生不良反应,因此需要新的治疗选择。柚皮苷是酸橙(Citrus aurantium L.)中的一种黄酮类化合物,在炎症性肠病中显示出抗炎潜力。然而,其在UC中通过Janus激酶2(JAK2)/信号转导与转录激活因子3(STAT3)通路的作用仍不清楚。本研究探讨了柚皮苷对UC的治疗作用,重点关注JAK2/STAT3信号通路和肠道屏障修复。本研究采用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎小鼠模型和IL-6刺激的Caco-2细胞。小鼠给予3% DSS持续10天,同时接受柚皮苷(40 mg/kg)或美沙拉嗪(0.2 g/kg)治疗。评估了疾病活动指数(DAI)、组织病理学、紧密连接蛋白zonula occludens-1(ZO-1)和occludin的表达以及JAK2/STAT3通路蛋白的激活。在Caco-2细胞中,通过跨上皮电阻(TEER)和异硫氰酸荧光素-葡聚糖4 kDa(FD-4)通透性试验评估屏障功能,并通过STAT3沉默支持通路参与。柚皮苷显著减轻了DSS诱导的结肠炎,减少了体重减轻、结肠缩短、DAI和组织学评分。此外,柚皮苷恢复了ZO-1和occludin的表达,同时抑制了结肠组织中JAK2/STAT3的磷酸化。在Caco-2细胞中,柚皮苷逆转了IL-6诱导的TEER降低和FD-4通透性增加,同时增强了紧密连接荧光。此外,STAT3沉默联合柚皮苷治疗导致p-JAK2/JAK2比值较IL-6组进一步降低(尽管程度低于单独使用柚皮苷),与JAK2/STAT3通路的参与一致。总之,这些发现表明柚皮苷通过抑制JAK2/STAT3激活促进肠道屏障修复,从而改善UC,突出了其治疗UC的潜力。

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
柚皮苷是否通过调节JAK2/STAT3信号通路改善溃疡性结肠炎小鼠的肠道损伤?
核心机制
柚皮苷通过抑制JAK2/STAT3信号通路的磷酸化激活,促进紧密连接蛋白ZO-1和occludin的表达,从而修复肠道黏膜屏障。
主要证据
在DSS诱导的结肠炎小鼠中,柚皮苷减轻体重下降、结肠缩短、DAI和组织学损伤,并抑制p-JAK2和p-STAT3表达,上调ZO-1和occludin;在IL-6刺激的Caco-2细胞中,柚皮苷恢复TEER和降低FD-4通透性,上调紧密连接蛋白,且STAT3敲低增强了对p-STAT3的抑制,表明JAK2/STAT3通路参与介导其作用。
研究意义
柚皮苷作为酸橙来源的黄酮类化合物,可能作为一种基于食物的干预策略用于UC,为后续机制研究提供分子基础。

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DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠模型并评估临床症状

验证柚皮苷对DSS诱导的结肠炎小鼠临床症状的改善作用。

将32只小鼠随机分为正常组、对照组、美沙拉嗪组和柚皮苷组,每组8只。除正常组外,其余组自由饮用3% DSS 10天,同时灌胃给予相应药物或溶剂。每日记录体重、便血和腹泻情况,计算DAI;处死后取结肠测量长度和宏观损伤评分。

2

组织病理分析结肠损伤

评估柚皮苷对DSS诱导的结肠组织病理损伤的保护作用。

取结肠组织进行HE染色,根据炎症细胞浸润和组织损伤程度进行组织学评分,由两名研究者盲法评估。

3

Western blot检测结肠组织中JAK2/STAT3通路蛋白及紧密连接蛋白表达

验证柚皮苷是否抑制JAK2/STAT3通路激活并恢复紧密连接蛋白表达。

提取结肠组织蛋白,通过Western blot检测p-JAK2、JAK2、p-STAT3、STAT3、IL-6、ZO-1、occludin和β-actin的表达,并使用ImageJ进行半定量分析。

4

建立IL-6诱导的Caco-2细胞屏障损伤模型

在体外模拟UC相关屏障损伤,用于研究柚皮苷的作用机制。

Caco-2细胞培养于Transwell小室中形成单层,用IL-6(20 ng/ml)处理45分钟诱导损伤。

5

TEER和FD-4通透性检测屏障功能

评估柚皮苷对IL-6引起的屏障功能障碍的修复作用。

测量TEER值,然后加入FD-4测定通透性,通过荧光强度评估FD-4通过单层的量。

6

免疫荧光检测紧密连接蛋白表达

观察柚皮苷对IL-6诱导的Caco-2细胞中ZO-1和occludin表达的影响。

固定细胞后,用ZO-1和occludin抗体进行免疫荧光染色,并用DAPI染核,共聚焦显微镜观察并定量荧光强度。

7

STAT3 siRNA沉默及Western blot检测

验证柚皮苷的作用是否通过JAK2/STAT3通路介导。

将siSTAT3或siNC转染至Caco-2细胞,然后用IL-6和柚皮苷处理,通过Western blot检测通路蛋白表达。

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。

动物模型建立及临床评估
组织病理学分析
蛋白表达检测
免疫荧光分析
基因沉默

产品清单

实验环节名称品牌货号
葡聚糖硫酸钠MP Biomedicals02160110-CF
改良Eagle培养基HyClone; CytivaSH30024.01
胎牛血清HyClone; CytivaSH30071.03
青霉素-链霉素HyClone; CytivaSV30010
美沙拉嗪Heilongjiang Tianhong Pharmaceutical20230605
白细胞介素-6Boster Biological TechnologyP05231
RIPA裂解液Beyotime BiotechnologyP0013B
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Beyotime BiotechnologyP1050
BCA蛋白测定试剂盒Beijing Solarbio Science & TechnologyPC0020
PVDF膜Merck KGaAIPVH00010
ECL Plus超敏底物Beijing Solarbio Science & TechnologyPE0010
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad Laboratories--
DAPIThermo Fisher ScientificD1306
山羊抗兔Alexa Fluor 488CST Biological Reagents4412S
山羊抗兔Alexa Fluor 647CST Biological Reagents4414S
激光共聚焦显微镜OlympusFV3000
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific--
p-JAK2抗体BIOSSbs-2485R
JAK2抗体BIOSSbs-0908R
p-STAT3抗体BIOSSbs-1658R
STAT3抗体BIOSSbs-55208R
ZO-1抗体ABclonal BiotechA0659
Occludin抗体ABclonal BiotechA2601
β-actin抗体Abcamab8227
HRP标记的山羊抗兔二抗Abcamab6721
柚皮苷Shanghai Yuanye Bio-TechnologyB21594-1g
异硫氰酸荧光素-葡聚糖4kDaSigma ChemicalFD4-250MG

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
小鼠品系、性别、年龄、体重;DSS浓度(3%)、给药途径(自由饮用)、持续时间(10天);每组样本量(8只);随机分组方法。
阅读提示:Materials and methods, Animals; DSS-induced colitis mice
药物干预
柚皮苷剂量(40 mg/kg)、溶剂(5%阿拉伯胶)、给药方式(灌胃)、频率(每日一次)、持续时间(10天);美沙拉嗪剂量(0.2 g/kg)
阅读提示:Materials and methods, DSS-induced colitis mice
细胞模型建立
Caco-2细胞培养条件(MEM+20%FBS、青霉素、链霉素、L-谷氨酰胺、葡萄糖);IL-6浓度(20 ng/ml)、处理时间(45分钟);细胞密度
阅读提示:Materials and methods, IL-6-induced Caco-2 barrier injury model
屏障功能检测
TEER测量前是否血清饥饿;FD-4浓度(1 mg/ml)、孵育时间(30分钟);激发/发射波长(480/520 nm)
阅读提示:Materials and methods, Measurement of TEER and FD-4 permeability
Western blot
蛋白提取方法、上样量(60 µg)、SDS-PAGE浓度(8-12%)、一抗稀释比例、内参(β-actin)
阅读提示:Materials and methods, Western blot analysis
免疫荧光
细胞固定、通透化、封闭条件;一抗稀释比例(1:200)、孵育时间;二抗稀释比例(1:500)
阅读提示:Materials and methods, Immunofluorescence assay
siRNA转染
siRNA序列、转染浓度(100 pmol/well)、转染试剂(Lipofectamine 3000)、转染时间(6小时)
阅读提示:Materials and methods, siRNA transfection