绞股蓝皂苷通过调节腺苷酸活化蛋白激酶和Toll样受体4/核因子κB通路拮抗代谢相关脂肪肝病大鼠的肝脂肪变性和肠道屏障损伤

Gypenosides counteract hepatic steatosis and intestinal barrier injury in rats with metabolic associated fatty liver disease by modulating the adenosine monophosphate activated protein kinase and Toll-like receptor 4/nuclear factor kappa B pathways.

作者信息Shuhua Shen, Kungen Wang, Yihui Zhi, Yue Dong
PMID36205541
发布时间2022-12
DOI10.1080/13880209.2022.2126503

实验完整度

包含体外细胞实验和体内动物实验,并涉及功能检测、蛋白表达和通路验证,但缺乏基因敲除等强有力的功能验证手段。

主要模型

Caco-2细胞 HFD/HF喂养的Wistar大鼠

重点核对

Caco-2细胞中GP处理浓度(150或200 μM) LPS浓度(10 μg/mL)及处理时间(24小时) 大鼠HFD/HF喂养时间(18周) GP给药剂量(300 mg/kg)及给药时间(第13至18周)

摘要

背景:非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是最常见的慢性肝病,可发展为代谢相关脂肪性肝病(MAFLD)。绞股蓝皂苷(GP)是绞股蓝(Gynostemma pentaphylla (Thunb.) Makino,葫芦科)的主要植物化学成分,已被用于治疗代谢性疾病。目的:我们研究GP如何调节MAFLD相关的肝脂肪变性和肠道屏障损伤。材料与方法:在细胞实验中,Caco-2细胞用GP(150或200 μmol/L,24小时)处理,随后暴露于脂多糖(LPS)(10 μg/mL,24小时)以模拟MAFLD。在体内实验中,设置对照组、模型组和模型+GP组。高果糖饮食/高脂饮食(HFD/HF)喂养(12周)的MAFLD大鼠接受GP治疗(300 mg/kg,6周),随后进行腹腔葡萄糖耐量试验,并用苏木精-伊红染色对大鼠肝脏和肠黏膜进行组织病理学检查。结果:200 μM的GP显著逆转了LPS诱导的跨上皮电阻(TER)值(25%)、occludin蛋白表达(2倍)和ZO-1(4倍)以及p-AMPK与AMPK比值(5倍)的降低,同时部分抑制了LPS诱导的FD4渗漏(50%)和LPS诱导的Toll样受体4(TLR4)水平(50%)及p-p65与p65比值(55%)的升高。与模型大鼠相比,GP治疗的大鼠体重增加和葡萄糖耐量降低。此外,GP减轻了HFD/HF诱导的大鼠肝脏和肠黏膜组织病理学异常。结论:GP通过AMPK和TLR4/核因子κB(NF-κB)通路减轻MAFLD大鼠的肝脂肪变性和肠道屏障损伤,为MAFLD患者提供了潜在的治疗方法。

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
绞股蓝皂苷(GP)能否改善代谢相关脂肪肝病(MAFLD)相关的肝脂肪变性和肠道屏障损伤,其机制是否涉及AMPK和TLR4/NF-κB通路?
核心机制
GP通过激活AMPK通路并抑制TLR4/NF-κB通路,改善肠道屏障功能和肝脂肪变性。
主要证据
体外实验中,GP逆转LPS诱导的Caco-2细胞TER降低、FD4渗漏增加、occludin和ZO-1表达下降,并调节AMPK和TLR4/NF-κB通路蛋白表达;体内实验中,GP降低HFD/HF大鼠的体重、胰岛素抵抗、肝脂肪变性和肠道损伤。
研究意义
GP可能成为治疗NAFLD的新方案,为患者提供更多选择。

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

体外细胞模型建立

建立LPS诱导的Caco-2细胞损伤模型,模拟MAFLD相关的肠道屏障损伤。

Caco-2细胞分别用0、50、100、150、200 μM GP处理,随后暴露于10 μg/mL LPS 24小时。

2

体外功能检测

评估GP对LPS诱导的Caco-2细胞屏障功能的影响。

测定TER值、FD4渗漏,并通过Western blot检测occludin、ZO-1、TLR4、p-p65等蛋白表达。

3

体内动物模型建立

建立HFD/HF诱导的MAFLD大鼠模型。

18周龄雄性Wistar大鼠随机分为对照组、模型组和GP组,模型组和GP组喂食HFD/HF饮食18周,GP组自第13周起给予300 mg/kg GP。

4

体内代谢指标检测

评估GP对HFD/HF大鼠体重、葡萄糖耐量、胰岛素抵抗和血脂的影响。

测定体重变化、IPGTT、HOMA-IR、血清TC、TG、LDL-C、ALT、AST和LPS水平。

5

组织病理学检查

评估GP对HFD/HF大鼠肝脏和肠黏膜组织学变化的影响。

通过HE染色观察肝脏和肠黏膜的组织病理变化,并计算NAFLD活动度评分。

6

蛋白表达分析

验证GP对AMPK和TLR4/NF-κB通路以及相关蛋白表达的影响。

通过Western blot检测肝脏和肠黏膜组织中occludin、ZO-1、PPARα、SREBP-1c、TLR4、p-p65、p-AMPK等蛋白表达。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Eagle最低必需培养基ATCC30-2003
胎牛血清Sigma-AldrichF2442
二甲基亚砜Sigma-AldrichD2650
磷酸盐缓冲液Sigma-AldrichP5493
绞股蓝皂苷MedChemExpressHY-N6881
脂多糖MedChemExpressHY-D1056
细胞计数试剂盒-8试剂BeyotimeC0037
Millicell-ERS系统MilliporeMERS00002
Transwell支持物Corning3396
FITC标记的葡聚糖AladdinF121152
自动生化分析仪OlympusAU5400
胰岛素ELISA试剂盒MSKbiokt30476
总胆固醇ELISA试剂盒MSKbiokt30156
甘油三酯ELISA试剂盒MSKbiokt50023
低密度脂蛋白胆固醇ELISA试剂盒MSKbiokt25323
脂多糖ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0589c
肿瘤坏死因子-α ELISA试剂盒mlbioml002859
白细胞介素-6 ELISA试剂盒mlbioml064292
白细胞介素-1β ELISA试剂盒BeyotimePI303
二甲苯Sigma-Aldrich95682
石蜡Sigma-Aldrich1496904
伊红Sigma-AldrichE4009
中性树胶MacklinN861409
光学显微镜Carl ZeissZEISS Primotech
RIPA裂解液ThermoFisher89900
蛋白酶磷酸酶抑制剂ThermoFisherA32959
BCA试剂盒ThermoFisherA53227
蛋白标记物SolarbioPR1910
SDS-PAGE凝胶(12%)BeyotimeP0672
SDS-PAGE凝胶(8%)BeyotimeP0678
PVDF膜Sigma-AldrichP2438
Tris缓冲盐溶液(含1% Tween 20)ThermoFisherTA-125-TT
Occludin抗体Abcamab216327
ZO-1抗体Abcamab96587
PPARα抗体Abcamab3484
SREBP-1c抗体Abcamab28481
TLR4抗体Abcamab13867
p-p65抗体Abcamab76302
p65抗体Abcamab16502
AMPK抗体Abcamab32047
p-AMPK抗体Abcamab131357
GAPDH抗体Abcamab8245
山羊抗兔IgGThermoFisherA32731
山羊抗小鼠IgGThermoFisherA32733
增强化学发光试剂盒ThermoFisherWP20005
Tanon 5200化学发光仪Tanon Inc.--
GraphPad Prism软件GraphPad Software Inc.8.0

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
细胞培养与处理
Caco-2细胞来源ATCC,培养基为ATCC配方的EMEM,添加20% FBS;GP浓度150或200 μM处理24小时,LPS浓度10 μg/mL处理24小时
阅读提示:参见Materials and methods: Cell culture and treatment
TER测定
Caco-2细胞接种于Transwell支持物,密度1×10^6细胞/孔;TER值以相对于基础值的百分比表示
阅读提示:参见Materials and methods: Transepithelial electrical resistance (TER) determination
体内动物模型
12周龄雄性Wistar大鼠,体重220-250 g;HFD/HF饮食(20%蛋白,20%碳水化合物,60%脂肪,饮用水含25% d-果糖)喂养18周;GP给药剂量300 mg/kg,口服,第13至18周;每组6只
阅读提示:参见Materials and methods: Establishment of in vivo MAFLD models
生化分析
血清ALT、AST用自动生化分析仪检测;IPGTT腹腔注射葡萄糖2.0 g/kg,于0、30、60、90、120分钟测血糖
阅读提示:参见Materials and methods: Biochemical analysis
ELISA
使用特定ELISA试剂盒检测胰岛素、TC、TG、LDL-C、LPS、TNF-α、IL-6、IL-1β;HOMA-IR公式计算
阅读提示:参见Materials and methods: ELISA
组织病理学
肝脏和肠黏膜用4%多聚甲醛固定,脱水、透明、包埋、切片厚度5 μm;HE染色;NAFLD活动度评分
阅读提示:参见Materials and methods: Haematoxylin–eosin staining
Western blot
组织裂解使用RIPA缓冲液,BCA定量;上样量45 μg总蛋白;一抗孵育条件:4°C过夜;二抗孵育后化学发光检测;抗体信息详见原文
阅读提示:参见Materials and methods: Western blot