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益氣解毒方藥干預(yù)致病菌入侵后腸上皮細胞自噬基因miR130a/ATG16L1的表達

2019-11-14 00:40:00樊冬梅索娜劉潔明任寶琦
廣州中醫(yī)藥大學學報 2019年12期
關(guān)鍵詞:物組無藥反義

樊冬梅, 索娜, 劉潔明, 任寶琦

(1.廣州中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院,廣東廣州510405;2.廣州市番禺區(qū)何賢紀念醫(yī)院消化科,廣東廣州510006;3.廣州中醫(yī)藥大學2018級碩士研究生,廣東廣州510006;4.廣東省中醫(yī)院,廣東廣州510021)

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)是原因不明的慢性腸道炎癥性疾病,包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)和克羅恩?。–rohn’s disease,CD)。IBD病程遷延,反復(fù)發(fā)作,嚴重影響患者的生活質(zhì)量,被世界衛(wèi)生組織列為現(xiàn)代難治病之一[1,2]。近年來,某些致病菌尤其是侵襲性大腸桿菌(adherent-invasive E.coli,AIEC)的入侵導(dǎo)致的腸上皮細胞(EICs)自噬功能障礙致胞內(nèi)細菌清除不足,進而引起啟動炎癥反應(yīng)通路激活,是腸道黏膜受損、炎癥反復(fù)發(fā)作的關(guān)鍵機制[3-7]。研究表明Atg16L1、Atg5等與IBD的發(fā)病密切相關(guān),是控制自噬介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)的重要自噬基因,其介導(dǎo)的腸上皮細胞自噬功能異常是IBD腸道炎癥啟動及復(fù)燃的關(guān)鍵[7,8]。感染AIEC后IECs通過上調(diào)miR-30c/130a表達、下調(diào)自噬基因Atg5、Atg16L1的表達引起細胞自噬功能下降而致胞內(nèi)致病菌清除不足[3-6]。因此,如何能維持適度的EICs自噬功能從而有效清除IBD相關(guān)致病菌對于IBD的預(yù)防、治療和轉(zhuǎn)歸極為重要。目前國內(nèi)許多學者主張益氣解毒法用于防治IBD的復(fù)發(fā)[9,10]。廣東省名中醫(yī)勞紹賢教授就是將本法成功用于IBD防治,臨床療效確切[11-13]。我們前期研究證實以此法為主的復(fù)方干預(yù)治療IBD可有效預(yù)防復(fù)發(fā)[11],腸炎靈片作為醫(yī)院的院內(nèi)制劑應(yīng)用于防治IBD的臨床中取得了較好的療效,有著廣闊的應(yīng)用前景。本研究進一步從干預(yù)致病菌入侵后腸上皮細胞自噬基因miR130a/ATG16L1表達的角度,探討益氣解毒方藥防治IBD的新途徑,為其進一步的臨床推廣提供理論依據(jù),現(xiàn)將研究結(jié)果報道如下。

1 材料與方法

1.1 細胞與細菌HCT116細胞株,來自中國科學院細胞庫。福氏志賀菌GIM1.539標準菌株購自廣州微生物研究所。

1.2 動物SPF級SD大鼠及SPF級鼠料,均購自廣東省實驗動物中心,動物質(zhì)量合格證號:0602237。

1.3 藥物及制備 益氣解毒方組成:黨參15 g,白術(shù)15 g,茯苓15 g,黃連10 g,救必應(yīng)30 g,白花蛇舌草30 g,烏藥30 g,炙甘草5 g。上述藥材飲片由廣州中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院實驗中心藥理研究室鑒定并制成3 g·mL-1的中藥湯劑。

1.4 試劑與儀器DMEM高糖、雙抗、體積分數(shù)10%胎牛血清、胰酶(上海立菲生物技術(shù)有限公司);ATG16L1抗體、二抗(美國Sigma公司);總蛋白提取試劑盒(廣州市杏海生物科技有限公司);Trizol、PCRMix Taq、溴乙錠(北京艾德萊公司);miR130a模擬物及反義模擬物(美國Sigma公司);熒光素酶檢測試劑盒(美國Promega公司);瓊脂糖、PrimeScriptTMRT reagent Kit(Perfect Real Time)、SYBR?Premix Ex TaqTMII(Tli RNaseH Plus)、RNAiso Plus(日本TAKARA公司);GAPDH引物序列上游5’-GAAGGTGAAGGTCGGAGTC-3’,下游5’-GAAGATGGTGATGGGATTTC-3’;ATG16L1上游5’-GAGCTGCTCCCGTGATGACT-3’,下游5’-CGCCACGTAACTGCCATCAG-3’;miR130a上游5’-AGGCCGCAGTGCAATGTT-3’,下游5’-GTGCAG GGTCCGAGGT-3’;引物合成,于上海生工生物工程有限公司完成。3K30型臺式高速冷凍離心機(美國Sigma公司);D1008低速離心機梯度(美國Scilogex公司);D-8721PCR儀(杭州晶格公司);NanoDrop2000超微量核酸蛋白檢測儀(美國Thermo Scientific公司);CFX96熒光定量PCR儀、imark酶標儀、2211BR Trans-Blot(SD Cell轉(zhuǎn)印系統(tǒng)、ChemiDocTMXRS+成像儀(美國Bio-Rad公司);TS-1脫色搖床(海門市麒麟醫(yī)用儀器廠)。

1.5 實驗方法

1.5.1 HCT116細胞株的培養(yǎng)和傳代 以1∶9比例(體積分數(shù))配制的含胎牛血清的高糖DMEM培養(yǎng)基作為完全培養(yǎng)基,培養(yǎng)基中加入雙抗(青霉素100 U/mL,鏈霉素100 U/mL)。獲得細胞后,棄上清液,加入磷酸鹽緩沖液(PBS)沖洗后棄上清液。加入2.5 g/L胰酶消化3min,輕輕吹打細胞致完全脫落,立即加入含血清的培養(yǎng)液形成細胞懸液。1 000 r/min離心5min后棄上清液,加入新鮮完全培養(yǎng)基輕輕吹打混勻細胞,后轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿,做好標記。于37℃、體積分數(shù)5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)細胞2 d。待HCT116細胞貼壁生長至80%以上棄掉培養(yǎng)基進行傳代,根據(jù)細胞狀態(tài)可1傳2。

1.5.2 中藥含藥血清制備 按照3 g·mL-1生藥濃度制取中藥湯劑原液,置于4℃冰箱保存?zhèn)溆?。大鼠飼養(yǎng)1周后開始灌胃,每只大鼠每天早9點、晚4點各灌胃1次,每次1.5mL,對照組灌服等量生理鹽水。自由進食水,及時補充鼠料。連續(xù)給藥7 d,第7天灌藥前禁食12 h。末次給藥2 h后,無菌環(huán)境下乙醚麻醉大鼠,采用腹主動脈采血法收集大鼠全血,靜置30min,血液以3 000 r/min(離心半徑13.5 cm)離心15min,用0.22μm微孔濾膜無菌分離血清,56℃水浴,30min滅活,-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5.3 miR130a轉(zhuǎn)染及沉默轉(zhuǎn)染 使用含體積分數(shù)10%胎牛血清的DMEM高糖培養(yǎng)基培養(yǎng)細胞,將細胞鋪在24孔板中,使用脂質(zhì)體2000將熒光素酶報告載體同50 nmol/LmiR130a模擬物或相應(yīng)的陰性對照物共轉(zhuǎn)染至細胞中。轉(zhuǎn)染6 h后,按照熒光強度與陰性對照組對照判斷轉(zhuǎn)染是否有效。以上述步驟中合成的目的片段為目的基因的反義基因作為miR130a反義模擬物進行沉默轉(zhuǎn)染。轉(zhuǎn)染都使用脂質(zhì)體2000,含體積分數(shù)10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基培養(yǎng)細胞,將細胞鋪在24孔板中,使用脂質(zhì)體2000將熒光素酶報告載體同50 nmol/L miR130a反義模擬物或相應(yīng)的陰性對照物共轉(zhuǎn)染至細胞中。轉(zhuǎn)染6 h后,按照熒光強度與陰性對照組對照判斷轉(zhuǎn)染是否有效。

1.5.4 福氏志賀菌GIM1.539標準菌株感染HCT116細胞模型的建立 福氏志賀菌GIM1.539標準菌株液體培養(yǎng)至對數(shù)生長期,離心收集細菌,用無抗生素DMEM高糖培養(yǎng)基制備細菌懸液,通過測定吸光度[D(600 nm)]值調(diào)整細菌濃度[1D(600 nm)=1×108CFU/mL]。以含體積分數(shù)10%小牛血清的DMEM高糖(青霉素100 U/mL,鏈霉素100 U/mL)為完全培養(yǎng)基,培養(yǎng)HCT116細胞株培養(yǎng)2 d。待HCT116細胞貼壁生長至80%時,棄掉培養(yǎng)基。按照感染復(fù)數(shù)(multiplicity of infection,MOI,MOI=細菌數(shù)∶細胞數(shù))為100∶1加入GIM1.539懸液,37℃、體積分數(shù)5%CO2的條件下共培養(yǎng)。入侵分析方法為在沒有抗生素的培養(yǎng)基孵化3 h,PBS沖洗細胞,含有100μg/mL慶大霉素在指定時間被加入培養(yǎng)基中,細胞被用1%Triton X-100溶解在脫離子水中,樣品持續(xù)稀釋并固定在瓊膠上,細菌的數(shù)量通過計數(shù)菌落形成單位(CFU)來確定。

1.5.5 蛋白免疫印跡(Western Blot)法檢測HCT116細胞中ATG16L1、LC3的蛋白表達 將細胞及培養(yǎng)液移至離心管中,1 000 r/min離心10min,再用預(yù)冷PBS,1 000 r/min離心5min洗2次去除培養(yǎng)液。在每毫升冷裂解緩沖液中加入5μL磷酸酶抑制劑,1μL蛋白酶抑制劑和5μL PMSF(濃度200 mmol/L,溶于異丙醇),混勻。冰上保存數(shù)分鐘待用。在離心管的細胞中加入上述配制好的冷裂解緩沖液,5×106個細胞,加入量約為0.4mL,冰上操作,細胞與冷裂解緩沖液一同轉(zhuǎn)移至新的預(yù)冷的離心管中,置于4℃搖床平臺上;溫和振蕩15min,14 000 r/min,4℃離心15min,取上清為全蛋白提取物,蛋白定量后,分裝保存于-70℃,避免反復(fù)凍融。按照試劑盒說明繪制標準曲線測定蛋白質(zhì)濃度。經(jīng)十二烷基硫酸鈉—聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)分離、轉(zhuǎn)膜,20 g/L白蛋白4℃封閉過夜后,依次加入一抗,4℃過夜,棄去一抗加入相對應(yīng)的二抗,ECL顯色,曝光、顯影、定影、拍照、掃描后通過BandScan軟件進行條帶灰度半定量分析,以GAPDH為內(nèi)參。

1.5.6 熒光定量聚合酶聯(lián)反應(yīng)(PCR)法檢測HCT116細胞中miR130a、ATG16L1的RNA表達 以6×105/孔接種至6孔板中的細胞處理6 h后,以PBS漂洗細胞3次。每孔加入1mL Trizol,按照Trizol說明書提取總RNA。從-80℃冰箱中取出樣品RNA,于4℃解凍,然后在0.2mL PCR管中配制反應(yīng)溶液,37℃、42℃15min(反轉(zhuǎn)錄反應(yīng))進行cDNA的合成,SYBRGreen PCR,將PCR管置于定量PCR儀中進行反應(yīng)。

1.5.7 實驗分組 體外GIM1.539感染HCT116細胞模型建立后,根據(jù)添加的血清不同、干擾方案的不同分組,每次實驗每組設(shè)6個復(fù)孔。具體分組見表1。

表1 細胞實驗分組Table 1 The grouping in the cell test

1.6 統(tǒng)計方法 使用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件,計量資料以均數(shù)±標準差()表示,首先對每組數(shù)據(jù)進行正態(tài)分布和方差齊性分析。樣本例數(shù)較?。╪=6),對于組內(nèi)差異比較,若服從正態(tài)分布且方差齊性,則選用單因素方差分析;對于組間差異比較,若服從正態(tài)分布且方差齊性,采用獨立樣本t檢驗,否則選用秩和檢驗。檢驗結(jié)果以P<0.05表示差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 Western Blot法檢測HCT116細胞中ATG16L1、LC3的蛋白含量 各組細胞轉(zhuǎn)染成功并接受干預(yù)完成后,用Western Blot法檢測各組細胞內(nèi)的ATG16L1、LC3蛋白含量水平,電泳結(jié)果見圖1、2,其灰度值結(jié)果見表2、表3。結(jié)果顯示:含藥血清干預(yù)方式與無藥血清干預(yù)方式miR130a模擬物組ATG16L1、LC3蛋白含量均較空白轉(zhuǎn)染組明顯減少(P<0.05);含藥血清干預(yù)方式與無藥血清干預(yù)方式miR130a反義模擬物組ATG16L1、LC3蛋白含量較空白轉(zhuǎn)染組均明顯增多(P<0.05);含藥血清干預(yù)方式miR130a模擬物組、反義模擬物組和空白轉(zhuǎn)染組的ATG16L1、LC3蛋白含量均較同組無藥血清干預(yù)方式的含量多(P<0.05)。除此之外,無論何種干預(yù)方式,miR130a模擬物或反義模擬物的陰性對照物組的ATG16L1、LC3蛋白含量均與空白轉(zhuǎn)染組無明顯差異。

2.2 熒光定量PCR法檢測HCT116細胞中miR130a、ATG16L1的基因表達2組細胞轉(zhuǎn)染成功并接受干預(yù)完成后,用熒光定量PCR法檢測各組細胞中的miR130a、ATG16L1的基因表達水平,結(jié)果見表4、5。結(jié)果顯示:含藥血清與無藥血清干預(yù)方式miR130a模擬物組分別與本組空白轉(zhuǎn)染組比較,miR130a模擬物組miR130a的基因表達明顯上升(P<0.05),而ATG16L1的基因表達明顯下降(P<0.05);含藥血清與無藥血清干預(yù)方式miR130a反義模擬物分別與本組空白轉(zhuǎn)染組比較,miR130a反義模擬物組miR130a的基因表達明顯下降(P<0.05),ATG16L1的基因表達明顯上升(P<0.05);而含藥血清干預(yù)方式miR130a模擬物組、反義模擬物組和空白轉(zhuǎn)染組的miR130a基因表達均較同組無藥血清干預(yù)方式的下降(P<0.05),而ATG16L1基因表達均較同組無藥血清干預(yù)方式的上升(P<0.05)。

圖1 含藥血清干預(yù)的HCT116細胞中ATG16L1、LC3蛋白表達Figure 1 The protein expression of ATG16L1 and LC3 in HCT116 cells intervened by drug-containing serum

圖2 無藥血清干預(yù)的HCT116細胞中ATG16L1、LC3蛋白表達Figure 2 The protein expression of ATG16L1 and LC3 in HCT116 cells intervened by drug-free serum

表2 2種不同干預(yù)方式下各組HCT116細胞ATG16L1蛋白含量比較Table 2 Comparison of the protein content of ATG16L1 in HCT116 cells of various groups after2 types of intervention(,n=6)

表2 2種不同干預(yù)方式下各組HCT116細胞ATG16L1蛋白含量比較Table 2 Comparison of the protein content of ATG16L1 in HCT116 cells of various groups after2 types of intervention(,n=6)

①P<0.05,含藥血清干預(yù)方式中與空白轉(zhuǎn)染組比較;②P<0.05,無藥血清干預(yù)方式中與空白轉(zhuǎn)染組比較

組別 含藥血清 無藥血清F值P值空白轉(zhuǎn)染組miR130a模擬物對照物組miR130a模擬物組miR130a反義模擬物對照物組miR130a反義模擬物組0.67±0.07 0.70±0.07 0.30±0.05①0.73±0.08 1.67±0.03①0.16±0.02 0.24±0.01 0.09±0.01②0.17±0.02 0.53±0.01②322.461 253.241 95.266 286.560 7 120.496 P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.001

表3 2種干預(yù)方式下各組HCT116細胞LC3蛋白含量比較Table 3 Com parison of the protein contentof LC3 in HCT116 cells ofvarious groups after2 types of intervention(,n=6)

表3 2種干預(yù)方式下各組HCT116細胞LC3蛋白含量比較Table 3 Com parison of the protein contentof LC3 in HCT116 cells ofvarious groups after2 types of intervention(,n=6)

①P<0.05,含藥血清干預(yù)方式中與空白轉(zhuǎn)染組比較;②P<0.05,無藥血清干預(yù)方式中與空白轉(zhuǎn)染組比較

組別空白轉(zhuǎn)染組miR130a模擬物對照物組miR130a模擬物組miR130a反義模擬物對照物組miR130a反義模擬物組含藥血清0.71±0.07 0.77±0.07 0.29±0.05①0.76±0.09 1.81±0.04①無藥血清0.24±0.18 0.30±0.14 0.13±0.10②0.27±0.25 0.75±0.04②F值29.000 45.980 10.476 16.329 25.081 P值P<0.001 P<0.001 P=0.009 P=0.002 P=0.001

表4 2種干預(yù)方式下各組HCT116細胞m iR130a的基因表達比較Table 4 Com parison of the gene expression ofm iR130a in HCT116 cells ofvarious groups after2 types of intervention(,n=6)

表4 2種干預(yù)方式下各組HCT116細胞m iR130a的基因表達比較Table 4 Com parison of the gene expression ofm iR130a in HCT116 cells ofvarious groups after2 types of intervention(,n=6)

①P<0.05,含藥血清干預(yù)方式中與空白轉(zhuǎn)染組比較;②P<0.05,無藥血清干預(yù)方式中與空白轉(zhuǎn)染組比較

組別空白轉(zhuǎn)染組miR130a模擬物對照物組miR130a模擬物組miR130a反義模擬物對照物組miR130a反義模擬物組含藥血清0.85±0.02 0.87±0.02 3.26±0.03①0.99±0.06 0.23±0.01①無藥血清1.06±0.05 1.03±0.04 4.06±0.11②1.21±0.07 0.29±0.02②F值97.872 93.223 274.140 34.210 32.066 P值P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.001

表5 2種干預(yù)方式下各組HCT116細胞ATG16L1的基因表達比較Table 5 Com parison of the gene expression of ATG16L1 in HCT116 cells ofvarious groups after 2 types of intervention(,n=6)

表5 2種干預(yù)方式下各組HCT116細胞ATG16L1的基因表達比較Table 5 Com parison of the gene expression of ATG16L1 in HCT116 cells ofvarious groups after 2 types of intervention(,n=6)

①P<0.05,含藥血清干預(yù)方式中與空白轉(zhuǎn)染組比較;②P<0.05,無藥血清干預(yù)方式中與空白轉(zhuǎn)染組比較

組別 含藥血清 無藥血清F值P值空白轉(zhuǎn)染組miR130a模擬物對照物組miR130a模擬物組miR130a反義模擬物對照物組miR130a反義模擬物組1.01±0.03 1.02±0.03 0.38±0.02①1.05±0.03 2.67±0.06①0.83±0.02 0.84±0.02 0.24±0.02②0.86±0.03 2.36±0.06②144.733 146.727 112.371 106.803 76.570 P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.001

3 討論

某些致病菌尤其是AIEC入侵導(dǎo)致的腸道穩(wěn)態(tài)及免疫系統(tǒng)平衡被打破是腸道黏膜受損、炎癥反復(fù)發(fā)作的關(guān)鍵機制[2]。充分的證據(jù)顯示IBD患者腸道微生態(tài)紊亂,表現(xiàn)為潛在的有益菌如雙歧桿菌、乳酸桿菌、厚壁菌數(shù)量的下降以及假定的致病菌如擬桿菌屬、大腸埃希桿菌數(shù)量的上升,并證實了在IBD患者回腸末端黏膜附著大量AIEC,能接近及入侵人IECs,導(dǎo)致IECs自噬能力下降,細菌復(fù)制,促使炎癥激活,不僅在IBD急性期,也是緩解期導(dǎo)致炎癥復(fù)發(fā)的主要因素。因此,IBD致病菌感染相關(guān)性細胞自噬功能障礙與IBD發(fā)病密切相關(guān)[3-6]。志賀菌屬又稱痢疾桿菌,是重要的侵襲性大腸桿菌之一[14]。目前國際上有采用志賀菌作為入侵菌進行入侵IECs探討IBD發(fā)生機制的研究[5,6,8],因此,本研究采用志賀菌作為入侵菌進行研究。

自噬是真核生物普遍存在的自穩(wěn)機制,在胚胎發(fā)育、細胞自我保護和生存等過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。自噬參與胞內(nèi)微生物感染具有雙重作用:一方面,自噬能夠降解入侵的微生物,即以異源吞噬的方式清除胞內(nèi)的病原體;另一方面,有些微生物如IBD某些致病微生物能夠抑制細胞自噬而利于自身存活導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。人類全基因組關(guān)聯(lián)研究揭示,ATG和其他已知影響自噬過程的基因中的微小單核苷酸多態(tài)性位點,與克隆氏病的易感性有相關(guān)性[7]。ATG16L1在自噬小體形成中發(fā)揮關(guān)鍵作用,遺傳刪除ATG16L1能損害自噬小體的形成以及蛋白通過自噬途徑的清除,而且還導(dǎo)致TLR激動劑誘導(dǎo)的巨噬細胞促炎因子分泌的增強[15],葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的結(jié)腸炎加重[16],ATG16L1基因表達在EICs和潘氏細胞,其基因突變誘導(dǎo)亦導(dǎo)致不能有效清除腸道細菌感染,引起腸黏膜炎癥啟動[17,18]。LC3是酵母自噬相關(guān)蛋白ATG8的哺乳動物同源基因,LC3翻譯后經(jīng)修飾形成主要位于胞漿中的LC3-Ⅰ,自噬發(fā)生時,LC3-Ⅰ與磷脂酰乙醇胺(PE)結(jié)合,定位于自噬體膜上,即LC3-Ⅱ。它在自噬小體的延伸和閉合過程中均發(fā)揮重要功能,其作為自噬體膜的重要組分,對于自噬的產(chǎn)生和檢測起著不可替代的作用。對于LC3調(diào)控的研究主要集中在轉(zhuǎn)錄翻譯后的修飾水平,有研究發(fā)現(xiàn)IBD致病菌所致IECs自噬障礙通路可檢測到LC3的表達調(diào)控異常[4]。因此,也作為本研究評價細胞自噬功能指標之一。目前細胞自噬對IBD炎癥啟動的潛在作用已經(jīng)越來越明朗,細胞自噬與抗感染免疫密切相關(guān),病原體導(dǎo)致的細胞自噬障礙是誘發(fā)炎癥反應(yīng)和炎癥性疾病的一個重要因素。新的研究已經(jīng)證明IBD相關(guān)病原體介導(dǎo)的自噬缺陷、病原體清除障礙和IBD發(fā)病機制之間存在相關(guān)性[4,5]。ATG介導(dǎo)的細胞自噬可清除降解細胞內(nèi)受損傷的細胞結(jié)構(gòu)以及細胞內(nèi)細菌感染等,是重要的自噬蛋白。許多研究表明致病菌感染相關(guān)IBD自噬異??赡芘c自噬蛋白調(diào)控缺陷有關(guān),但其深入的機制可能與調(diào)控自噬的相關(guān)miRNAs有關(guān)[4,5,19]。最新研究[4,5,19]顯示,IBD相關(guān)致病菌AIEC感染后可通過上調(diào)miR130a表達下調(diào)自噬基因ATG16L1的表達,引起細胞自噬功能下降。靶基因預(yù)測發(fā)現(xiàn)ATG16L1基因存在miR130a的靶點。即miR130a可與靶ATG16L1基因的3’端非翻譯區(qū)結(jié)合,引起其降解或抑制其蛋白翻譯,推測miR130a可能通過該機制下調(diào)ATG16L1基因表達從而影響細胞自噬。

本研究通過對福氏志賀菌GIM1.539入侵HCT116人結(jié)腸癌上皮細胞模型進行miR130a模擬物、miR130a反義模擬物轉(zhuǎn)染,即miR130a過表達和沉默轉(zhuǎn)染,檢測細胞ATG16L1的蛋白含量以及基因表達,并與空白轉(zhuǎn)染組對照,同時分別對應(yīng)進行miR130a模擬物陰性對照物和miR130a反義模擬物陰性對照物轉(zhuǎn)染作為參照,證實自噬基因ATG16L1表達受miR130a調(diào)控。當細胞內(nèi)miR130a模擬物含量增多時,抑制ATG16L1基因表達,生產(chǎn)該蛋白的量減少,稱為過表達;而當細胞內(nèi)miR130a反義模擬物增多時,競爭性地與胞內(nèi)miR130a結(jié)合,從而使ATG16L1得到更多表達,稱為沉默。同樣原理,通過同時檢測細胞內(nèi)LC3自噬蛋白含量,結(jié)果顯示miR130a過表達時,LC3蛋白含量亦隨之減少;miR130a沉默時,LC3蛋白含量隨之增加。雖然LC3蛋白調(diào)控機制在本課題中未作深入研究,但是當miR130a過表達時,ATG16L1、LC3含量均減少,足以證實自噬小體的形成必然受阻,從而表明miRNAs/ATG網(wǎng)絡(luò)調(diào)控是影響細胞自噬的重要機制。

IBD病因復(fù)雜,被世界衛(wèi)生組織列為難治性疾病。2006年中醫(yī)消化病診療指南將本病劃歸中醫(yī)“痢疾”“腸澼”“腹痛”“便血”范疇。多數(shù)醫(yī)家[9,10]認為,IBD是在脾胃虛弱的基礎(chǔ)上感受寒、熱、濕毒之邪,傷于飲食勞倦或情志,致熱、濕、痰等邪客于腸道,阻滯氣血,腸絡(luò)失和,脂膜受損而發(fā)病。脾胃虛弱、運化失常是IBD發(fā)病過程中的內(nèi)在共性。鑒于此,國內(nèi)許多學者提出氣虛毒邪內(nèi)伏是IBD病情反復(fù)及復(fù)發(fā)的病機關(guān)鍵,并指出氣虛尤其脾氣虛是毒邪內(nèi)伏難以去除的主要原因,而毒邪多由風寒暑濕燥火侵犯人體后,深伏其中,纏綿不去,導(dǎo)致毒邪稽留,暗耗正氣,每于正氣虛弱或其他誘因觸發(fā),屢發(fā)屢重,纏綿難愈,因此在治療上主張“益氣解毒為主”是IBD的防治大法[9,10]。中醫(yī)毒邪類似于致病菌,但IBD致病菌入侵后單純用清熱解毒方法治療效果卻不明顯,因此類致病菌可導(dǎo)致細胞自噬功能障礙,細菌清除不足,毒邪反復(fù)侵襲留存于體內(nèi)促使炎癥啟動及復(fù)發(fā)。那么,益氣解毒防治IBD復(fù)發(fā)的有效機制可能是干預(yù)細胞自噬障礙維持適度的細胞自噬功能促使毒邪(致病菌)外出,與中醫(yī)益氣促使毒邪外出理論不謀而合。自噬的自我調(diào)控功能與中醫(yī)“氣”相通。自噬的自我調(diào)控是有一定條件的,當細胞受到不良環(huán)境的刺激,通過激發(fā)一系列信號因子(目前科學界認為與miRNAs/Atg調(diào)控網(wǎng)絡(luò)有關(guān))對自噬進行調(diào)控,這與中醫(yī)氣的推動和調(diào)控功能相似。中醫(yī)認為氣虛則動力不足、功能低下,氣盛則易生邪毒,而氣具有自我調(diào)節(jié)功能,若氣的調(diào)控作用正常,自噬既無太過,也無不及,細胞內(nèi)部各種功能活動則取得協(xié)調(diào)平衡,內(nèi)環(huán)境得到穩(wěn)定[20]。當正氣不足,氣的防御功能異常,細胞抗邪能力下降,自噬不足,外邪(致病菌)首先攻破人體免疫的第一道防線(入侵腸上皮細胞),繼而因正氣虛弱無法有效激活自噬網(wǎng)絡(luò)調(diào)控,自噬相關(guān)基因低表達,無法清除胞內(nèi)菌和有害物質(zhì),為炎癥的進一步發(fā)展提供了機會。故認為自噬障礙是中醫(yī)氣虛的表現(xiàn)。因此,推測益氣解毒法防治IBD復(fù)發(fā)的有效機制可能是通過干預(yù)細胞自噬障礙以扶正,助腸EICs促使毒邪(致病菌)清除而發(fā)揮作用?;诖?,構(gòu)建AIEC感染EICs體外模型,檢測益氣解毒方藥干預(yù)后胞內(nèi)自噬基因表達,從而探討miRNA/ATG調(diào)控通路,一方面可為闡明IBD通過自噬障礙引起炎癥復(fù)發(fā)的病理機制以及益氣解毒方藥干預(yù)途徑,另一方面可為揭示IBD中醫(yī)氣虛毒邪內(nèi)伏理論的科學內(nèi)涵提供新思路。

本院勞紹賢教授最早提出氣虛毒邪內(nèi)伏是IBD反復(fù)發(fā)作的病理機制,并以益氣解毒法為主制成了院內(nèi)制劑腸炎靈片在臨床推廣應(yīng)用40余年,取得了滿意療效。益氣解毒方(腸炎靈片)主要由黨參、白術(shù)、救必應(yīng)等藥物組成,其中:救必應(yīng)為冬青科植物鐵冬青的干燥樹皮或根皮,味苦、性寒,異名為白木香,始載于《嶺南采藥錄》,稱“白木香,味苦,清熱毒”,為我國南方地區(qū)民間慣用草藥,具有清熱解毒、消腫止痛、利濕、祛風解毒等功效;黨參溫補中焦、益氣補虛,具有健脾功效。在此基礎(chǔ)上加入黃連、白花蛇舌草、烏藥、木香,黃連配以白花蛇舌草擅清胃腸濕熱,加強清熱燥濕、澀腸止痢、瀉火解毒的功效;木香、烏藥辛散溫通,使方中有升有降,亦可健脾益氣,行氣止痛。本研究通過對體外福氏志賀菌GIM1.539感染HCT116細胞模型進行miR130a過表達和沉默轉(zhuǎn)染后,分別予以大鼠益氣解毒方含藥血清和大鼠無藥血清進行干預(yù),檢測細胞LC3的蛋白含量、ATG16L1的蛋白含量和基因表達以及miR130a的表達進行對照。結(jié)果顯示,含藥血清干預(yù)方式miR130a模擬物組、反義模擬物組和空白轉(zhuǎn)染組的LC3蛋白、ATG16L1蛋白和基因表達均較同組無藥血清干預(yù)方式的表達增多。含藥血清干預(yù)方式miR130a模擬物組、反義模擬物組和空白轉(zhuǎn)染組的miR130a基因表達均較同組無藥血清干預(yù)方式下降。表明益氣解毒方藥可能是通過干預(yù)miR130a的基因表達使ATG16L1蛋白得到調(diào)控。研究結(jié)果同時證實了LC3自噬蛋白的含量有所提升。

綜上所述,益氣解毒方藥可能是通過抑制miRNAs的基因表達、上調(diào)ATG自噬基因的表達來維持腸上皮細胞自噬功能,從而有效清除胞內(nèi)菌控制IBD炎癥復(fù)發(fā)。但仍需進一步從自噬小體觀察、胞內(nèi)菌清除、炎癥因子、體內(nèi)實驗等方面證實。

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