有氧运动联合黄精多糖对NAFLD炎性因子影响的实验研究

研究目的:非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)是目前世界范围内公认的最常见的慢性肝病病因,其发生和发展的潜在机制是多因素造成的。目前普遍共识是由于胰岛素抵抗引起良性的肝细胞内脂质沉积,在此基础上氧化应激、内质网应激和炎性细胞因子等共同作用导致肝细胞发生炎症甚至坏死。因此本研究旨在探Plant genetic engineering究有氧运动和黄精多糖对NAFLD炎性因子的干预作用,并进一步探讨有氧运动和黄精多糖对治疗NAFLD是否具有叠加效果及其干预作用的生理机制,为运动联合中药防治NAFLD的更深入研究以及后续多因素防治NAFLD研究提供一定的理论与实践价值。研究方法:1.基于网络药理学预测黄精对NAFLD的作用靶点:通过中药系统药理学数据库与分析平台获取黄精的化学成分和靶点,并构建成分—靶点网络。在GeneCards数据库中输入关键词”non alcohol fatty liver disease”搜索已报道的与非酒精性脂肪肝相关的基因,去除重复基因,与药物作用靶点进行匹配,找到黄精对治疗非酒精性脂肪肝的潜在作用靶点。将黄精有效活性成分对应的作用靶点与疾病相关基因靶点取交集,再将其导入到STRING和Metascape数据库,进行蛋白相互作用分析。再利用Metascape数据库进行GO富集分析,分析相应靶点蛋白的生物学意义,进而得出黄精对治疗非酒精性脂肪肝的可能通路及机制。2.细胞分组与造模:用DMEM高糖型培养基体外培养人肝癌细胞(HepG2),2天一换液、3天进行传代。利用cck8法分别加入0、0.2、0.4、0.6 mM棕榈酸和0、50、100、200、400、800、1600 mg/L黄精多糖干预HepG2细胞24小时后检测细胞活力影响,选择最适宜浓度进行后续实验。将HepG2细胞设置4个分组:空白对照组、模型组(0.2mM棕榈酸干预HepG2细胞24小时)、药物治疗组(在0.2mM棕榈酸干预HepG2细胞24小时后,更换含有50mg/L黄精多糖的DMEM培养基继续干预24小时)、药物对照组(正常培养基培养,在药物治疗组更换药液时更换50mg/L黄精多糖培养基),并使用油红O染色进一步验证建非酒精性脂肪肝模型是否构建成功。3.动物分组与造模:将64只SPF级7周龄雄性大鼠随机分为对照组(14只,普通饲料饲养)和模型组(50只,高脂饲料饲养),造模6周后每组各取2只处死,通过观察肝组织石蜡切片HE染色结果判断造模是否成功。造模成功后,将对照组变更为空白对照组(12只,普通饲料饲养,并每日灌胃10ml/kg的生理盐水),模型组随机分为模型对照组(12只,高脂饲料饲养,并每日灌胃10ml/kg的生理盐水)、有氧运动组(12只,高脂饲料饲养,进行坡度为0,配速15米/分,持续1小时的跑台运动,每周连续运动6天休息1天,并每日灌胃10ml/kg的生理盐水)、黄精多糖组(12只,高脂饲料饲养,每日灌胃10ml/kg的黄精多糖(C=40mg/ml))、有氧运动联合黄精多糖组(12只,高脂饲料饲养,和有氧运动组同时进行等量运动,并每日灌胃10ml/kg的黄精多糖(C=40mg/ml)),连续干预8周。4.样本处理:用微板法试剂盒检测各组细胞培养上清和大鼠血清中的谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)的活性。用酶联免疫试剂盒检测各组细胞培养上清中的IL-6、IL-1β与TNF-α含量和各组大鼠肝组织中的SOD与MDA含量。使用蛋白免疫印迹法检测各组细胞培养上清和大鼠肝组织中炎症关键蛋白TNF-α和NF-κB蛋白表达水平。5.统计学分析:利用Excel 2016、SPSS 21.0和Graphpad Prism等软件先检测各组数据正态分布与方差齐性,单组间实验前后差异对比采用配对T检验,两组间差异对比采用独立样本T检验,多组间差异对比采用单因素方差分析,组与组之间多重比较采用LSD-T检验,p<0.05(p<0.01)表示组间数据统计学差异显著(极显著)。研究购买Naporafenib结果:1.基于网络药理学筛选得出黄精有9种有效成分,67个作用靶点,并分析得出黄精对非酒精性脂肪肝的治疗作用可能是通过NF-kB、癌症通路、IL-17和VEGF等信号通路实现的。2.对各组细胞进行油红O染色后发现模型组脂质聚集最为明显,有大量脂滴生成,经黄精多糖干预后脂质积累情况有所改善;ALT、AST的活性显著降低(P<0.01);炎性因子TNF-α、IL-6和IL-1β分泌减少(P<0.01);NF-κB和TNF-α的蛋白表达水平明显降低(P<0.01)。3.与模型对照组相比,各干预组大鼠肝组织病理变化均有一定好转,血清ALT和AST活性均显著下降(P<0.01),肝组织SOD活力均显著上升(P<0.01),肝组织MDA含量均显著下降(P<0.01),肝组织TNF-α、NF-κB蛋白表达量均显著降低(P<0.01);且上述指标中差异性最大的均是有氧运动联合黄精多糖组。4.与有氧运动联合黄精多糖组相比黄精多糖组大鼠的血清ALT(P<0.01)和AST活性(P<0.05)、肝组织SOD和MDA水平(P<0.01)、肝组织TNF-α、NF-κB蛋白表达量(P<0.01)均具有统计学差异;有氧运动组大鼠的血清ALT活性(P<0.01)、肝组织MDA水平(P<0.01)、肝组织TNF-α、NF-κB蛋白表达量(P<0.01)也均具有统计学差异。研究结论:1.黄精可通过介导NF-kB等信号通路治疗非酒精性脂肪肝。2.黄精多糖能够减轻棕榈酸诱导的HepG2细胞中谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性,抑制NF-κB的激活,减少炎症因3-MA体外子释放,抑制炎症反应进程,改善肝损伤情况,从而保护肝脏。3.有氧运动、黄精多糖以及联合干预均可改善NAFLD模型大鼠肝组织形态与功能,缓解肝组织氧化应激损伤、脂质过氧化水平和慢性炎症状态,其机制可能与抑制NAFLD模型大鼠氧化应激反应,下调肝组织炎性因子TNF-α和NF-κB蛋白表达相关。