猪肠黏膜肽靶向巨噬细胞调节炎症并缓解葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠结肠炎中的肠道稳态

Porcine Intestinal Mucosal Peptides Target Macrophage-Modulated Inflammation and Alleviate Intestinal Homeostasis in Dextrose Sodium Sulfate-Induced Colitis in Mice.

作者信息Yucong Wang, Zhixin Xie, Xiaolong Wu, Lei Du, Zhengchen Chong, Rongxu Liu, Jianchun Han
PMID38201190
期刊Foods
发布时间2024-01-03
DOI10.3390/foods13010162

实验完整度

高

包含体外细胞实验(RAW264.7细胞)和体内动物实验(DSS诱导小鼠结肠炎模型),并进行了功能验证(炎症因子、MPO、紧密连接蛋白)和机制验证(NF-κB通路)及肠道菌群分析。

主要模型

RAW264.7细胞 C57BL/6J小鼠DSS诱导结肠炎模型

重点核对

PIMP制备:猪肠黏膜经胃蛋白酶水解,透析膜截留<5 kDa LPS诱导RAW264.7细胞炎症模型:LPS 1 μg/mL处理1小时,PIMP 20和80 μg/mL处理3小时 DSS诱导结肠炎模型:2.5% DSS饮水7天,PIMP灌胃100和400 mg/kg/天,持续14天 阳性对照:5-ASA 75 mg/kg/天灌胃 检测指标:炎症因子mRNA、NO、COX-2、NF-κB通路蛋白、MPO活性、紧密连接蛋白、SCFAs、肠道菌群16s rDNA测序

摘要

猪肠黏膜蛋白是新型动物蛋白,含有大量游离氨基酸和肽。尽管猪肠黏膜蛋白在动物营养中广泛应用,但其酶解产物的肽生物活性尚未完全了解。本研究探讨了猪肠黏膜肽(PIMP)对LPS诱导的RAW264.7细胞炎症模型的影响。通过定量实时PCR测量炎症因子(白细胞介素6、肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-1β)的mRNA表达和一氧化氮水平,并通过Western blot测量环氧合酶-2蛋白表达。为了研究PIMP的调节作用并建立葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎模型,我们检测了苏木精-伊红染色、髓过氧化物酶水平、促炎因子mRNA含量、紧密连接蛋白表达以及肠道菌群的变化。还通过Western blot评估了核因子κB通路蛋白水平。PIMP在体外已被证明能控制炎症反应并阻止关键相关信号通路的激活。PIMP以100和400 mg/kg/天的剂量也减轻了肠道炎症反应,减少了DSS引起的组织损伤,并改善了肠道屏障功能。此外,400 mg/kg/天的PIMP成功修复了失调的肠道微生物群,并增加了短链脂肪酸水平。这些发现表明,PIMP可能对炎症反应产生积极影响并缓解结肠炎。本研究首次证明了PIMP作为功能性食品预防和治疗结肠炎的潜力。

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
猪肠黏膜肽(PIMP)对LPS诱导的巨噬细胞炎症和DSS诱导的小鼠结肠炎是否具有缓解作用,及其可能的机制。
核心机制
PIMP通过抑制IκB/NF-κB信号通路的磷酸化,减少促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)的产生,下调COX-2表达,降低NO水平,从而减轻炎症反应;同时改善肠道屏障功能(上调紧密连接蛋白),调节肠道菌群组成并增加SCFAs产生。
主要证据
体外实验证明PIMP抑制LPS诱导的RAW264.7细胞炎症因子mRNA和蛋白表达;体内实验证明PIMP减轻DSS诱导的体重下降、DAI评分、结肠缩短和组织损伤,降低MPO活性,上调紧密连接蛋白表达,改善肠道菌群多样性并增加SCFAs水平。
研究意义
该研究首次证明PIMP作为功能性食品在预防和治疗结肠炎方面具有潜力,为PIMP在食品和医药领域的应用提供了科学依据。

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

PIMP的制备和鉴定

获得猪肠黏膜肽并确认其分子量分布。

猪肠黏膜经胃蛋白酶水解,离心、过滤、超滤后冻干,通过SDS-PAGE和Tricine SDS-PAGE分析分子量。

2

体外抗炎活性评估

评估PIMP对LPS诱导的RAW264.7细胞炎症反应的影响。

RAW264.7细胞经LPS和PIMP处理,检测细胞活力、炎症因子mRNA表达、NO水平和COX-2蛋白表达。

3

体外机制研究

探究PIMP抑制炎症的分子机制。

通过Western blot检测NF-κB通路关键蛋白(IκBα、p-IκBα、NF-κB、p-NF-κB)的表达。

4

体内抗结肠炎效果评估

评估PIMP对DSS诱导的结肠炎小鼠的治疗效果。

DSS诱导结肠炎,PIMP灌胃处理,检测DAI、结肠长度、组织病理学、MPO活性、炎症因子、紧密连接蛋白、SCFAs和肠道菌群。

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
胃蛋白酶----
反渗透膜(100 Da)BoNaBO-NA-GM-19
聚醚砜膜(5 kDa)Cobetter--
超滤设备RJBIOiBio
真空冷冻干燥机CHRISTAlpha
多色预染蛋白标记EpizymeWJ101
考马斯亮蓝R-250Solarbio--
凝胶成像系统Azure Biosystemsc500
预染超低分子量蛋白标记Solarbio--
DMEM培养基Procell Life Science & Technology--
胎牛血清Procell Life Science & Technology--
青霉素/链霉素Procell Life Science & Technology--
CCK-8试剂盒----
一氧化氮检测试剂盒Beyotime--
葡聚糖硫酸钠MP Biomedicals--
5-氨基水杨酸----
Aperio Versa 8显微镜Leica--
TRIzol试剂----
cDNA合成试剂盒----
CFX96系统Bio-Rad--
SYBR Green预混液Takara--
BCA蛋白定量试剂盒----
COX-2抗体Proteintech66351-1-lg
NF-κB p65抗体Proteintech10268-1-AP
p-NF-κB p65抗体CST3033
IκB抗体Proteintech10268-1-AP
p-IκB抗体CST3033
Claudin-1抗体Proteintech13050-1-AP
Occludin抗体Proteintech27260-1-AP
ZO-1抗体Proteintech21773-1-AP
二抗(抗小鼠)Proteintech66031-1-lg
二抗(抗兔)Proteintech66009-1-lg
Amersham Imager 600成像系统General Electric Healthcare Life Sciences--
气相色谱-质谱联用Shimadzu CorporationGC-2014C
DB-WAX毛细管柱----
Agencourt AMPure XP磁珠Beckman Coulter--

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
PIMP制备
猪肠黏膜来源(三元猪),酶解条件(胃蛋白酶1.0%,pH 3.0,37°C,2小时),超滤膜截留分子量(5 kDa)
阅读提示:Methods 2.1节
细胞活力实验
RAW264.7细胞密度(1×10^5 cells/mL),LPS浓度(1 μg/mL),PIMP浓度(0-1280 μg/mL),处理时间
阅读提示:Methods 2.4节,图2
体外炎症实验
RAW264.7细胞培养条件(DMEM+10% FBS+1% P/S),LPS浓度(1 μg/mL),PIMP剂量(20和80 μg/mL),处理顺序和时间
阅读提示:Methods 2.3和2.5-2.7节,图3-4
体内结肠炎模型
小鼠品系(雄性C57BL/6J,6周龄),DSS浓度(2.5%),给药方式(饮水),PIMP剂量(100和400 mg/kg/天,灌胃),给药周期(14天),对照组设置
阅读提示:Methods 2.7节,图5-8
肠道菌群分析
粪便样本采集时间(最后一天),DNA提取,16S rRNA V3-V4区引物,测序平台(Illumina HiSeq 2500),生物信息学分析方法
阅读提示:Methods 2.13节,图10