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成果推介丨No.9 Salecan®对酒精所致小鼠急性肝损伤的保护作用

发表时间:2023-02-10 14:37

成果推介丨No.9

Salecan®对酒精所致小鼠急性肝损伤的保护作用

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01 成果关键词

β-葡聚糖;Salecan®;酒精性肝损伤;小鼠



02 摘 要

本研究旨在确定新型水溶性β-葡聚糖 Salecan®对小鼠急性酒精性肝损伤的影响。

给小鼠注射Salecan®(15或30mg/kg)或磷酸缓冲液(PBS)4天,最后一次注射后1小时注射乙醇(6g/kg),酒精注射10小时处死小鼠测试。用Salecan®预处理显著改善了乙醇引起的肝损伤,可显著降低血清转氨酶活性和肝脂肪变性。Salecan®显著减轻了硫代巴比妥酸反应物质的形成,并抑制了谷胱甘肽的消耗。过氧化物酶体增殖物激活受体PPARα(脂肪酸氧化的主要基因)的mRNA水平在Salecan®预处理后显著升高。三酰基转移酶(DGAT1)是负责甘油三酯合成的重要基因,Salecan®处理后其表达明显下降。这些发现表明,Salecan®针对酒精肝损伤具有保护作用。



03 成果简介

Salecan®(β-1,3/α-1,3葡聚糖)通过农杆菌ZX09产生的水溶性胞外多糖,由7个β-1,3-糖苷键和2个α-1,3-糖苷键连接而成的重复单元链状结构。作为一种特殊分子结构的新型β-葡聚糖,其安全性已在急性和亚慢性实验中得到证实。

β-葡聚糖由于没有毒性和不良反应,受到许多生物活性研究者的关注[1]。最近,人们发现它在调节免疫系统中发挥了有益的作用[2]。此外,也有证据表明,它具有抗氧化应激、抗病毒和抗肿瘤的作用[3、4]。脂肪变性和氧化应激是酒精性肝损伤发生的主要病理因素[5、6]。在这里研究发现,用Salecan®(一种新型的水溶性β-葡聚糖)进行预处理,可以显著改善由乙醇摄入引起的肝损伤。



04 实验方法

1、空白组:磷酸缓冲液(PBS)4天,每日一次,最后一个小时后注射清水;

2、模型组:磷酸缓冲液(PBS)4天,每日一次,最后一个小时注射乙醇(6g/kg);

3、实验组1:Salecan®(15mg/kg)4天,每日一次,最后一个小时注射乙醇(6g/kg);

4、实验组2:Salecan®(30mg/kg)4天,每日一次,最后一个小时注射乙醇(6g/kg);

      所有组小鼠在给药10小时后处死测试。


05 实验结果

- Salecan®改善急性酒精肝损伤 -

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图1 Salecan®减轻了急性乙醇引起的肝损伤

(A)血清转氨酶ALT活性 (B)血清转氨酶AST活性 (C)血清总胆固醇含量 (D)血清总甘油三酯含量 (E)肝脏总胆固醇含量 (F)肝脏总甘油三酯含量 (G-N)Salecan对乙醇引起的小鼠肝脏组织病理学损伤的影响。肝脏切片用H和E以及油红O染色。(G,K)对照组 (H,L)乙醇组 (I,M)乙醇+Salecan(15mg/kg)处理组 (J,N)乙醇+Salecan(30mg/kg)处理组


急性酒精性肝损伤通过升高的血清ALT/AST活性,甘油三酯含量以及中央静脉和小叶间静脉周围肝细胞肿胀和水肿变性为特征的肝脏病理变化来确定的。如图1所示,血清ALT、AST、TC、TG和肝脏TC、TG在给予小鼠6g/kg酒精后10小时显著增加,但用Salecan®预处理显著降低所有参数的水平。图1显示了急性乙醇暴露后肝脏的组织病理学变化,HE染色显示,与对照组的肝脏相比,乙醇处理的小鼠中央静脉和小叶间静脉周围的肝细胞明显肿胀和水肿。Salecan®预处理显著改善了组织病理学变化。油红O染色证实了组织病理学结果,证实了急性乙醇治疗小鼠肝脏样品中中性甘油三酯的强烈染色在Salecan®治疗小鼠中减弱,可表明Salecan®显著改善急性酒精性肝损伤。


- 酒精性肝损伤与脂质过氧化物增加和肝脏抗氧化防御减弱有关‍ -

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图2 Salecan®对急性酒精中毒小鼠肝脂质过氧化和谷胱甘肽GSH消耗的影响

由图2(A)知,急性乙醇暴露导致硫代巴比妥酸反应性物质含量显著增加,通过Salecan®预处理显著减弱。与对照组相比,急性乙醇导致肝脏中GSH水平显著降低,但Salecan®预处理以剂量依赖方式恢复GSH浓度(图2B)。这些结果表明,Salecan®对急性酒精性肝脏损伤具有保护作用,部分是通过减轻氧化应激。


- 脂肪积累是酒精性肝病的重要病理特性 -

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图3 Salecan®预处理对各组小鼠肝脏中PPARα(A)和DGTA1(B)基因表达的影响

脂肪积累是酒精性肝病的重要病理特性,PPARα和DGAT1分别是负责脂肪酸氧化和三酰基甘油合成的酶,两者都与酒精引起的脂肪变性有关。

如图3所示,乙醇处理后PPARα的mRNA水平下降,而Salecan®在一定程度上增加了PPARα的表达。乙醇处理后DGAT1 mRNA表达上升,而Salecan®预处理组该表达下降。



06 结 论

在研究中确定了一种由土壤杆菌ZX09产生的新型水溶性β-葡聚糖Salecan®是急性酒精性肝损伤的新型保护剂。实验表明,Salecan®可以通过调节PPARα和DGAT1的表达来减轻肝脏氧化应激并减少细胞内脂质积累,从而减轻乙醇摄入引起的肝损伤;乙醇给药会诱导氧化应激,包括活性氧(ROS)过量产生及谷胱甘肽(GSH)等抗氧化剂损耗,而实验中Salecan®能恢复GSH消耗并减少脂质过氧化。

乙醇肝损伤另外一个关键病理变化是肝脂肪变性,本实验中,通过HE及O染色表明Salecan®能减轻肝脂肪积累。此外,Salecan®能降低甘油三酯合成的重要成分DGAT1,同时Salecan®也能增加PPARα的表达,PPARα是负责脂肪酸分解代谢的关键指标,是脂质积累的抑制剂。因此,我们推测Salecan®可以提高PPARα的表达来减少脂质沉积。

实验结果表明,Salecan®通过抑制肝脂肪变性和氧化应激来减轻急性酒精性肝损伤。




*本篇文章节选了部分实验数据,欢迎大家交流学习。


参考文献

[1]Toklu H, Sehirli Ao, Velioglu-Ogunc A, Cetinel s, and Sener G, Eur. J. Pharmacol., 543, 133-140 (2006).


[2]Hofer M and Pospisil M, Int. J. Immunopharmacol, 19, 607- 609 (1997).


[3]Kayali H, Ozdag MF, Kahraman s, Aydin A, Conul E, Sayal A, Odabasi z. and Timurkaynak E, Neurosurg. Rev, 28, 298- 302(2005).


[4]Chen xY, Xu xJ, Zhang LN, and Zeng FB, Carbohydr Polym. 78, 581587 (2009).


[5]Lv X,Chen Z, Li J, Zhang L, Liu H, Huang C, and Zhu P,Inflamm. Res. , 59, 635-645 (2010).


[6]KimSJ,Jung Ys, Kwon DY, and Kim YC,Biochem. Biophys. Res. Commun., 368, 893-898 (2008).



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