基于Keap1-Nrf2-ARE信号通路探讨茶多酚减轻脂多糖诱导的大鼠急性肺损伤的作用

背景:急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)是由多个直接或间接因素引起的,临床上以严重低氧血症和弥漫性bio-based polymer双侧肺浸润为特征的危及生命的疾病,其特点是严重的肺部炎症和组织损伤。急性肺损伤(ALI)更严重的表现形式为急性呼吸窘迫综合征(Acute respiratory distress syndrome,ARDS),都是死亡率较高的呼吸系统疾病,表现为急性低氧性呼吸衰竭、肺泡通透性增加和严重肺泡水肿,心脏充盈压力正常。尽管治疗方法不断进步,但急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征的发病率和死亡率仍然很高。而氧化应激是急性肺损伤发生的重要机制之一。因此,探寻新的药物抑制急性肺损伤的氧化应激对缓解及治疗急性肺损伤具有关键性意义。茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称,在茶叶发挥其药理和保健作用中起到重要作用。现有研究已经对于茶多酚的抗炎、抗氧化、抗肿瘤等作用进行了探索,药学领域方面对于茶多酚的研究目前已经是研究热点。多酚羟基结构中的羟基可提供活泼的氢从而使自由基灭活,由于茶多酚中含有多酚羟基,因此具有较强的抗氧化活性。目的:本研究将通过复制急性肺损伤大鼠模型,探讨茶多酚对急性肺损伤的保护作用及其机制。材料与方法:1.大鼠适应性饲养7d后进行分组,随机分为对照组(CK,n=10)、脂多糖模型组(LPS,n=10)和脂多糖+茶多酚组预处理组(LPS+TP,n=10)。然后对于各组进行干预处理,LPS+TP预处理组腹腔注射TP(25mg/kg),CK组和LPS组给等量生理盐水。连续给药7d。在最后一次给药后对大鼠进行断食、断水。断食水6h后除CK组外,其余大鼠均给予气管滴注LPS(5mg·kg-1)构建急性肺损伤模型,CK组大鼠气管滴注等体积的生理盐水。12h后结束实验,称量大鼠体重,并收集BALF、血清及双侧肺组织以备后续实验使用。2.记录肺组织的颜色,称量肺组织的湿重,计算肺系数。称量肺组织的干重,计算干湿比。3.炎症程度:采获得用Elisa酶联免疫分析法检测CK组、LPS组、LPS+TP组中BALF中的炎症因子(IL-1β、TNF-α),血清中的抗氧化酶(SOD、CAT);用Western blotting检测肺组织中COX-2蛋白的表达。4.评估急性肺损伤程度:组织进行HE染色、病理评分。5.Nrf2/ARE干预分子机制研究:免疫组化(IHC)检测各组肺组织Nrf2、HO-1蛋白的表达。用Western blotting检测Nrf2/ARE信号通路中Nrf2、HO-1蛋白的表达。结果:1.大鼠一般情况:CK组:大鼠一般情况良好,活泼好动,毛色光滑,呼吸平稳,唇、爪红润。LPS组:大鼠精神状态极差,活动迟钝,毛色黯淡无光,呼吸急促,部分大鼠张口呼吸,口、鼻处可见分泌物,唇、爪紫绀。LPS+TP组:大鼠精神状态稍差,呼吸较快,活动迟缓,毛色光滑,口、鼻可见少许分泌物,唇、爪稍紫绀,整体情况大概在CK组与LPS组之间。2.肺组织大体情况:对照组:大鼠肺组织体积正常,柔软,弹性良好,颜色正常,呈粉红色,表面光滑,未见明显出血点。LPS组:大鼠肺组织较正常组大鼠肺组织体积增大,颜色暗淡,呈红褐色,弹性差,表面可见片状淤血,出血点较多。LPS+TP组:大鼠肺组织体积稍增大,颜色介于CK组与LPS组之间PD-0332991体内,表面可见出血点,但是出血点较模型组明显减少。3.肺系数:模型组(LPS组)大鼠肺系数明显升高,与对照组(CK)比较差异有统计学意义,(P<0.05)。干预组(LPS+TP组)与模型组(LPS组)相比,平均数较模型组(LPS组)下降,但是比较差异无统计学意义。4.湿干比(W/D):模型组(LPS组)大鼠W/D明显升高,与对照组(CK)比较差异有统计学意义(P<0.05)。干预组大鼠W/D(LPS+TP组)与模型组(LPS组)相比下降,比较差异有统计学意义(P<0.05)。5.肺组织病理情况:HE染色:CK组:大鼠的肺组织的整体结构基本正常完整,肺泡结构基本正常,肺泡壁未见增宽,其厚度均匀,肺泡腔结构清晰,在各级支气管的管腔及肺泡的间隔之间没有见到明显的充血、出血、渗出血、分泌物、水肿、炎性细胞浸润等。LPS组:大鼠的肺组织的整体结构遭到破坏,肺泡壁增宽,其厚度不均匀,肺泡腔体积变小,腔内可见大量炎症细胞,肺泡壁明显充血。在各级支气管的管腔及肺泡的间隔之间可见到明显的充血、出血、渗出血、分泌物、水肿、炎性细胞浸润。LPS+TP组:大鼠的肺组织的病理症状有所缓解,肺泡大小均一,炎症细胞明显减少,腔内少量水肿液填充,肺泡周围毛细血管基本扩张、充血现象较LPS组减少。6.ALI病理评分:LPS组与CK组相比ALI病理评分明显升高(P<0.05),LPS+TP组与LPS组相比,ALI病理评分明显降低(P<0.05)。7.分子机制:(1)免疫组化:与CK组相比,LPS组中的Nrf2、HO-1棕黄色阳性区域明显增加,表达水平均升高(P<0.05)。LPS+TP:Nrf2、HO-1的表达介于CK组、模型组之间(P<0.05)。(2)Western blot:CK组:Nrf2、HO-1、COX-2表达低。LPS组:Nrf2、HO-1、COX-2表达较CK组增多。LPS+TP组:Nrf2、HO-1表达较LPS组进一步增多,COX-2表达较LPS组减少。结论:1.LPS能够诱导大鼠建立较理想的ALI损伤模型;2.茶多酚有防治ALI的作用;3.茶多酚能够通过抗氧化应激,降低LPS诱导的炎症因子分泌;4.茶多酚可能通过Nrf2/ARE通路激Cobimetinib溶解度活抗氧化应激,从而改善LPS诱导的炎性损伤。