泛醇对辐射性肠病大鼠的胃保护及微生物组调节作用

Gastroprotective and microbiome-modulating effects of ubiquinol in rats with radiation-induced enteropathy.

作者信息Walaa A Eraqi, Walaa A El-Sabbagh, Ramy K Aziz, Mostafa S Elshahed, Noha H Youssef, Nora M Elkenawy
PMID39030597
发布时间2024-07-19
DOI10.1186/s42523-024-00320-9

实验完整度

包括组织病理学、免疫组化、ELISA、分光光度法和16S rRNA测序等多个实验层级,且包含功能验证。

主要模型

雄性白化大鼠 γ射线照射诱导的肠病模型

重点核对

照射剂量:7 Gy γ射线 泛醇给药剂量:10 mg/kg/天,口服 给药方案:照射后7天或照射前7天和照射后7天 样本量:每组8只大鼠

摘要

放射性肠炎是接受放射治疗的患者常见问题,对癌症患者的生活质量有显著影响。肠道微生物群在肠道功能中起着关键作用,但电离辐射对肠道微生物的影响尚未完全了解。本研究探讨了泛醇(Ubq)(强抗氧化剂辅酶Q-10的还原形式)的胃保护作用和肠道微生物组调节潜力。为此,将雄性白化大鼠随机分为四组:对照组、IRR(急性7 Gy γ射线照射)、Ubq_Post(照射后泛醇治疗7天)和Ubq_Pre/Post(照射前7天和照射后7天泛醇治疗)。通过16S rRNA扩增子测序随后进行生物信息学和统计分析,对所有组的粪便微生物组进行分析。肠道组织的组织病理学检查显示,照射组出现严重损伤,而泛醇治疗减轻了损伤,并促进了再生、杯状细胞和肠碱性磷酸酶的表达。与照射组相比,泛醇治疗组的肠道白细胞介素-1β、caspase-3、一氧化氮代谢物和硫代巴比妥酸反应物质显著恢复至接近健康水平。Ubq_Pre/Post组显示过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR-γ)水平升高,提示获益更大。照射大鼠血清胰岛素降低在泛醇治疗后得到改善,可能对胰腺组织有抗炎作用。粪便微生物群分析显示,照射后细菌多样性降低,出现菌群失调状态,而泛醇治疗组重新调节至与对照组难以区分的状态。这些发现强调了泛醇对辐射性肠炎的胃保护作用及其恢复肠道微生物群多样性和平衡的潜力。

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
泛醇对γ射线诱导的放射性肠病大鼠的胃保护作用及其对肠道微生物群的调节潜力。
核心机制
泛醇通过其抗氧化和抗炎特性,减轻肠道组织损伤,降低炎症因子和氧化应激标志物水平,并调节肠道微生物群组成,恢复其多样性。
主要证据
组织病理学显示泛醇治疗减轻肠道损伤,免疫组化显示IAP表达恢复,ELISA显示炎症和凋亡标志物降低,16S rRNA测序显示微生物多样性恢复。
研究意义
作者提出泛醇可作为放射防护剂或辐射缓解剂,用于减轻放疗引起的炎症反应和肠道微生物群失调。

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

动物模型建立与分组

建立γ射线诱导的放射性肠病大鼠模型,并设置不同泛醇治疗组。

雄性白化大鼠随机分为对照组、照射组、照射后泛醇治疗组、照射前后泛醇治疗组,照射剂量为7 Gy。

2

肠道组织病理学检查

评估γ照射对肠道组织的损伤及泛醇的保护作用。

取空肠组织进行H&E和PAS染色,观察组织结构和杯状细胞变化,并评分。

3

IAP免疫组化检测

检测肠道碱性磷酸酶的表达变化,反映肠道屏障功能。

使用IAP抗体对肠道组织切片进行免疫组化染色。

4

ELISA检测炎症和凋亡标志物

定量检测肠道IL-1β、caspase-3和PPAR-γ水平。

使用ELISA试剂盒检测肠道组织匀浆中的IL-1β、caspase-3和PPAR-γ浓度。

5

氧化应激指标测定

评估肠道组织的脂质过氧化和一氧化氮水平。

使用分光光度法测定肠道组织匀浆中的TBARs和NO代谢物。

6

粪便微生物组分析

评估γ照射和泛醇治疗对肠道微生物组多样性和组成的影响。

提取粪便DNA,扩增16S rRNA V4区,使用Illumina iSeq-100平台测序,并进行生物信息学分析。

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
泛醇CanPrev®--
IAP抗体GeneTex®GTX112100
大鼠IL-1β ELISA试剂盒Elabscience®E-EL-R0012
大鼠Caspase-3 ELISA试剂盒CusaBio®CSB-E07264r
大鼠PPAR-γ ELISA试剂盒Elabscience®E-EL-R01184
大鼠胰岛素ELISA试剂盒Cloud-Clone Corp®CEA682Ra
QIAamp DNA粪便微型试剂盒Qiagen--
PureLink™ PCR纯化试剂盒Invitrogen--
iSeq-100测序平台Illumina--

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
动物实验
大鼠品系、性别、体重、来源;照射剂量和剂量率;泛醇给药剂量和给药途径。
阅读提示:Materials and Methods 的 Animals、Irradiation of animals、Experimental design
组织病理学
组织固定、切片厚度、染色方法、评分标准。
阅读提示:Materials and Methods 的 Intestinal histomorphometric analysis
免疫组化
抗体来源、稀释比、染色步骤。
阅读提示:Materials and Methods 的 Immunohistochemical investigation of IAP
ELISA
试剂盒型号、样本制备、检测步骤。
阅读提示:Materials and Methods 的 ELISA assays
微生物组分析
DNA提取、PCR引物、测序平台、生物信息学参数。
阅读提示:Materials and Methods 的 Fecal sample collection、DNA extraction、PCR amplification and illumina sequencing、Processing and analysis