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n-3多不饱和脂肪酸加重FFAR4基因缺失小鼠结肠炎进程.pdf


文档分类:医学/心理学 | 页数:约7页 举报非法文档有奖
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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..n一3多不饱和脂肪酸加重FFAR4基因缺失小鼠结肠炎进程张靖伟1,姜旋1,朱升龙2,陈永泉q,2(,江苏无锡214122;,江苏无锡214122)摘要:炎症性肠病(inflammatoryboweldisease,IBD)是一种慢性肠道疾病,额外营养支持有助于缓解IBD患者病情。研究表明膳食中n一3多不饱和脂肪酸具有良好的抗炎作用,而人群研究表明部分IBD患者额外补充n一3多不饱和脂肪酸无益于其疾病缓解。大规模测序发现n一3多不饱和脂肪酸受体基因研HR4存在突变。n一3多不饱和脂肪酸在IBD治疗中的不确定结果是否与厅HR4基因的缺失有关。目前尚不清晰。通过对野生型(WT)小鼠和研HR4基因缺失(删R4KO),,相较于WT小鼠,用吼R4KO小鼠的结肠炎更加严重,表现为更多的体质量丢失、更高的疾病活动指数(diseaseactivityindex,DAI)、更高的结肠髓过氧化物酶(MPO)活性以及更高的结肠炎症因子转录水平。该研究为IBD患者得到精确营养干预提供了理论依据。关键词:炎症性肠病:游离脂肪酸受体4;n一3多不饱和脂肪酸中图分类号::1673—1689(2024)01—0013—07DOl:-3PolyunsaturatedFattyAcidsExacerbateColitisProgressinFFAR4KnockoutMiceZHANGJingweil,JIANGXuanl,ZHUShenglonf,CHENYongquan+1’2(,JiangnanUniversity,Wuxi214122,China;,Wuxi214122,China)Abstract:Inflammatoryboweldisease(IBD)iSachronicintestinalinflammatorydisease,——scalesequencinghasrevealedmutationsinthen一3enefreefatryacidreceptor4(FFAR4).,thewildtype(WT)andFFAR4knockout(FFAR4KO)micewereusedtoestablishthecolitismodels,concurrentlysupplementedwith凡一3polyunsaturated收稿日期:2021—11-10修回日期:2021—11-24基金项目:国家自然科学基金项目(31771539,82000808);无锡市卫生健康委面上基金项目(M202004)。8通信作者:陈永泉(1961一),男,博士,教授,博士研究生导师,主要从事食品营养、肿瘤代谢等研究。E-mail:yqc_******@:..ZHANGJingwei,etal:n-,theFFAR4KOmiceexhilcIitedmoreseverercolitisundersimultaneousn一3polyunsaturatedfattyacidssupplementation,characterizedbygreaterweightloss,higherdiseaseactivityindex(DAI),increasedcolonicmyeloperoxidase(MPO)activity,:inflammatoryboweldisease,freefattyacidreceptor4,n一3polyunsaturatedfattyacids炎症性肠病(IBD)是一种慢性疾病,包括溃疡因此,为了探明n一3多不饱和脂肪酸在IBD治性结肠炎(ulcerativecolitis,UC)和克罗恩病(Crohn’S疗中不确定结果是否与FFAR4基因的缺失有关,分disease,CD)[1]。目前除通过全结直肠切除术外,IBD别对野生型(WT)小鼠和盯珥尺4基因缺失还无法被治愈[2]。IBD的显著特征是病情反复,经治(FFAR4KO)小鼠进行8周的富含n一3多不饱和脂疗缓解后,仍需进行长期维持治疗川。在这期间,除肪酸的鱼油灌胃,然后再进行结肠炎造模。实验结了利用常规药物进行缓解外,额外营养支持有利于果表明,在同时补充n一3多不饱和脂肪酸的情况改善患者营养状况,提高患者治疗效果『41。下,相较于WT小鼠,FFAR4KO小鼠的结肠炎更加研究表明,一些营养素如可溶性膳食纤维、维严重,、生素D、锌,可以有效缓解结肠炎的症状,并且显著降低疾病复发的风险[5]。然而,另外一些营养素如脂1材料与方法肪酸,特别是凡一3多不饱和脂肪酸对IBD的作用尚不明确㈣。在一项为期两年的前瞻性研究巾,(含质量分数70%EPA、质量分数10%2~3个月内出现了疾病的缓解,但随后的观察结果DHA):四川德阳华太生物医药有限责任公司;肠炎表明n一3多不饱和脂肪酸的补充并没有持续性地级葡聚糖硫酸钠(DSS):MPBiomedicals公司;粪便发挥缓解疾病的作用[7】。在另一项人群研究中,IBD隐血试剂盒、MPO活性检测试剂盒:南京建成生物患者接受由3种n一3多不饱和脂肪酸混合的补充工程研究所有限公司:苏木精一伊红染色液:南昌雨剂,之后的研究结果却显示接受混合补充剂的患者露实验器材有限公司:阿利新蓝一核固红染色液:生疾病复发率显著高于对照组患者㈣。此外,欧洲工生物工程(上海)股份有限公司;RNA提取试剂ESPEN炎症性肠病临床营养指南中也指出,不推荐盒、SYBRGreenmix:翌圣生物科技(上海)股份有处在疾病缓解期的IBD患者额外补充n一3多不饱限公司:反转录试剂盒:南京诺唯赞生物科技股份和脂肪酸[9|。有限公司。n一3多不饱和脂肪酸可以通过结合细胞膜表面WT与FFAR4KO健康雄性SPF级别C57BL/6J受体来充当信号分子在体内发挥调控生理功能的小鼠在江南大学无锡医学院实验动物巾心进行繁作用110l。游离脂肪酸受体4(freefattyacidreceptor育(,FFAR4)是一种n一3多不饱和脂肪酸受体,它高20171030c0110506)。饲养温度20~26oC,相对湿度表达于肠道,参与体内多种生理功能的调控,如促40%~70%:光照早上8点开启,晚上8点关闭;常规进胰岛素分泌、降血糖、促进肠道激素分泌和脂肪分笼饲养,自南饮水进食。细胞分化、调节食欲和调节炎症等…]。:徕卡显微系统(上海)贸易有用112l。然而人类遗传学分析发现,部分人群携带限公司:赛默飞MuhiskanGo酶标仪:赛默飞世尔科FFAR4基因R270H突变,这种突变使FFAR4对n一3技(巾国)有限公司;eppendorf低温高速离心机:艾多不饱和脂肪酸的响应出现显著下降””。这些研究本德(上海)国际贸易有限公司;PCR仪:伯乐生命表明n一3多不饱和脂肪酸对IBD作,L}j的不确定性,医学产品(上海)有限公司;实时定量PCR(qPCR)可能是部分患者携带FFAR4基凶的失活突变所致。仪:罗氏诊断产品(上海)有限公司。万方数据:..、,之和。待造模结束,***麻醉小鼠后用断颈法处死分别将8只WT小鼠和FFAR4KO小鼠分笼,每4小鼠,取出小鼠结肠和脾脏,量取结肠长度,称取脾只一笼。对每只小鼠进行每2d一次的鱼油灌胃,每脏质量。将远端结肠分为3份,分别用于检测MPO只灌胃量为200¨L,持续8周。待灌胃结束,用小鼠活性、炎症因子mRNA水平和病理切片。,1。…,(:)活性检测结肠MPO活性检测让小鼠自南饮用。造模第1天,记录小鼠各项数据,按照试剂盒说明书进行操作。并进行DSS造模,每2d进行DSS溶液更换,,第8天进行小鼠各项数据记录。同剂盒说明书进行小鼠结肠RNA提取,再根据反转时在DSS造模期问,继续对小鼠进行鱼油灌胃。录试剂盒说明书进行mRNA反转录获得cDNA。(qPCR)检测小鼠结肠炎症因子问,每日记录小鼠体质量、小鼠便血情况和粪便性mRNA水平,PCR程序如下:95℃变性5rain,95℃状。用疾病活动指数(DAI)对小鼠结肠炎疾病程度变性30S,59oC退火30S,30S的变性和退火进行进行评分,评分参照Murthy等的评分系统[14],DAI40个循环。引物序列如表1所示。表1引物序列Table1SequenceofprimersIL—lB儿一6IL—lop黝眦唧mM肌心肛以“Ⅱ阻阿Ⅻ惦凹订觚代虬觚Ⅱ。最后将切片浸入二甲苯中2次(各3min),结肠浸入质量分数4%多聚甲醛溶液中36~48h进进行封片。阿利新蓝染色步骤根据试剂说明书进行一一一一一一行固定。然后,将结肠组织依次经体积分数70%、操作。将HE染色切片放于显微镜下进行观察组织80%、90%乙醇溶液脱水(各30nlin),再依次放人体损伤程度,采用Dieleman等的评分系统[15]对结肠组积分数95%、100%乙醇溶液中脱水2次,每次20rain。织切片进行组织损伤评分。脱水结束后,将结肠组织浸人二甲苯中2次,。。透明结束后,将结肠组织浸入60oC石蜡中理,结果采,L}j平均值±标准方差表示,组问比较采用2次,每次60rain。浸蜡结束后,用徕卡病理切片机LSD法r检验(冰为P<.:}:术为P<,水术术为P<进行组织切片。HE染色前,将切片于60。)。30ruin。待烤片结束,切片经2次二甲苯脱蜡(各5inin),然后依次放人体积分数100%、95%、90%、80%、70%乙醇溶液中(各3~5rain),。切片脱蜡复水结束,将切片放人苏木精染色量的影响液中20S,后放入自来水中返蓝30rain。待返蓝结由于肠道存在炎症等情况,活动期结肠炎小鼠束,将切片放人体积分数1%盐酸乙醇溶液中分化的体质量会逐步减轻。小鼠接受DSS饮水后,膳食5S,洗去过多的颜色,将切片用自来水返蓝30mar,,中添加n一3多不饱和脂肪酸并每日对小鼠体质量然后将切片依次快速浸入伊红染色液、体积分数进行记录。如图1所示,观察到造模的前7d中,WT95%乙醇I和Ⅱ、体积分数70%乙醇中,并快速拿小鼠和删R4K0小鼠的体质量之间并未出现显著出,然后浸入体积分数80%乙醇中50S、无水乙醇差异,但该段时间内,相比WT小鼠,FFAR4KO小善磊5《抬授枣学报2024年第43卷第1期万方数据:..ZHANGJingwei,etal:n-3P01yunsaturatedFattyAcidsExacerbateColitisProgressinFFAR4KnockoutMice鼠的平均丢失体质量更大。在造模的第7天,FFAR4KO小鼠体质量相较于造模第1天,出现了明显下降。在造模的第8天,两组小鼠体质量问出o《口《口现了显著的差异,FFAR4KO小鼠体质量显著低于纂WT小鼠。迎需蜒馔髅摹时『训/d静莲图2膳食中fl一3多不饱和脂肪酸对FFAR4KO小鼠DAI制日正】]-3poJyunsaturatedfattyonDAIofFFAR4KOmice下,相较WT小鼠,盯珥R4KO小鼠在结肠炎期问肠道存在更严重的损伤。||||||jj||||||||_——||||||图1膳食中n-,小鼠出现体质量减轻、便稀、便血等表现,通过DAI综合上述指标,,小鼠疾病程度越厉害。,迅速出现稀便。而同时间的WT小鼠在第5天偶有肉眼可见血便,且在随后的几天内病情发展缓慢。如图2所示,造模的第6天,两组小鼠DAI出现了显著的差异,FFAR4KO小鼠的DAI开始迅速上升。此结果从疾病症状方面表明,在同时补充凡一3多不饱和脂肪酸的情7兑下,。,严重时会造成小鼠结肠长度的缩短。月啊R4K0小鼠在同时接受DSS刺激和n一3多不饱和脂肪酸灌胃后,~,相较WT小鼠,出现了结肠长度显著的缩短(见图3)。此结果表明,在同时补充n一3多不饱和脂肪酸的情况万方数据:..张靖伟,等::=吲j]-3polyunsaturatedfattyacidsonmRNAlevelsofcolonicinflammatoryfactorsof征炎症的疾病程度。如图5所示,FFAR4KO小鼠结FFAR4KOmice肠MPO活性出现了显著上升。此结果表明,,相较WT小如图7所示,HE染色切片可以看出,WT小鼠鼠,FFAR4KO小鼠在结肠炎期问,其肠道内存在更结肠黏膜层出现了部分炎症细胞浸润的情况,隐窝严重的免疫反应。和腺体结构的完整性和排列较为正常。而FFAR4KO小鼠的肠道黏膜层破坏较为严重,具体表现为隐窝和腺体结构破坏严重,取而代替的是大量炎症细胞浸润。AB染色(阿利新蓝一核固红染色)可以将肠道腺体细胞中的黏液染成蓝色,其余细胞和细胞质染成红色。,FFAR4KO小鼠的肠道腺体结构破坏更严重。对HE染色切片进行评分,根据结果可以看出FFAR4KO小鼠的结肠切片评分更高。此结果表明,在同时补充n一3多不饱和脂肪酸的情况小鼠类型图5膳食中11—3多不饱和脂肪酸对FFAR4KO小鼠结肠下,相较WT小鼠,FFAR4KO小鼠在结肠炎期问,-3polyunsaturatedfattyacids现象。—3多不饱和脂肪酸对FFAR4K0小鼠结肠医艮炎症因子mRNA水平的影响大量临床研究表明,n一3多不饱和脂肪酸具有结肠炎病程中产生的许多细胞因子可以作为出色的抗炎作用,在代谢性疾病、心血管类疾病的炎症程度的评判指标。如图6所示,经qPCR检测,辅助治疗中得到了合理的应用m]。营养干预是IBDFFAR4KO小鼠结肠中炎症因子IL一1口、IL一6、TNF一仳治疗过程中的一个重要环节,但目前在临床中,并和ICAM一1的基凶表达水平出现了显著上升,而两不推荐IBD患者额外补充n一3多不饱和脂肪酸[9],组问IL一10的基凶表达水平并未有显著差异。此结其原凶并未见报道。本文中,作者利用WT小鼠和果从分子水平上表明,,FFAR4KO小鼠在结否的情况下n一3多不饱和脂肪酸补充对结肠炎进肠炎期问,其肠道内存在更严重的免疫反应。程的影响。实验结果表明,相较于WT小鼠,在结肠譬矗j。.一,。!j=|《援2024年第43卷第1期万方数据:..JLjdtngwel,etal:n一0卜,OlyunsaIuraIeat-any/、clas’-xaceroateL,OIIIISProaressjnFFAR4KnockoutMice发现,FFAR4KO小鼠结肠黏膜中出现更多的炎症细胞浸润,隐窝和腺体结构完整更差,。FFAR4是一种长链多不饱和脂肪酸受体,属于G蛋白偶联受体家族成员,它在肠道高表达¨71。大量的研究表明,FFAR4在体内具有维持代谢稳态和抑制炎症的作用[18]。Oh等首先发现FFAR4可以作为AB染色一种凡一3多不饱和脂肪酸受体来调控体内代谢稳k。.2辫态和炎症[4]。当用凡一3多不饱和脂肪酸或者FFAR4!,细(a)小鼠结肠组织病理切片胞会表现出抗炎的M2表型,但将FFAR4基因沉默后,n一3多不饱和脂肪酸或FFAR4的激动剂就不能表现出抗炎的表型。Ichinmra等进一步发现,,当用高脂饮食饲喂小鼠时,】。更重要的是,研究者还发现在肥胖人群中存在着FFAR4基因的R270H突变,此突变大大增加了这类人群的肥胖发生风险。鉴于此,作者WT/j,鼠FFAR4KO/Jx鼠小鼠类型猜测部分IBD患者人群中可能同样存在FFAR4的(b)小鼠结肠组织病理切片评分突变,补充凡一3多不饱和脂肪酸无益于这类患者的图7小鼠结肠组织病理切片和评分疾病缓解。在此实验中,,额外补充n一3多不饱和脂肪酸的FFAR4KO小鼠会发展成为更严重的结肠炎。同时此结果也表炎造模的同时,应用富含n一3多不饱和脂肪酸的鱼明,n一3多不饱和脂肪酸可以通过FFAR4起到缓解油灌胃FFAR4KO小鼠,会造成更为严重的结肠炎。结肠炎的作用。然而,n一3多不饱和脂肪酸介入经过n一3多不饱和脂肪酸干预的FFAR4KO小鼠表FFAR4KO小鼠结肠炎的具体机制仍需进一步探究。现出更早的体质量丢失,更高的DAI。此外综上所述,,脾饱和脂肪酸会加重FFAR4KO小鼠结肠炎。此结果脏质量显著大于WT小鼠。小鼠结肠生化指标和分对n一3多不饱和脂肪酸施用在临床试验当巾的结子指标检测结果也表明FFAR4KO小鼠结肠表现出果给出了一种可能的解释,并且此结果对未来IBD更为严重的炎症。观察小鼠结肠组织病理切片可以精细化营养干预提供了一定的参考依据。参考文献:[1]MACX,VASUR,—chainfattyacidsininflammatoryboweldisease[J]MediatorsofInflamma—tion,2019,2019:8495913.[2]KOZUCHPL,:areviewofmedicaltherapy[J].WorldJournalofGastroenterology,2008,14(3):354—377.[3]PARKESM,’Sdisease:icsandclinicalimplications[J].ExpertReviewsinMolecularMedicine,2001,2001:1—18.[4]OHDY,TALUKDARS,BAEEJ,—inflammatoryandinsulin—sensitizingeffects[J].Cell,2010,142(5):687—698.[5][J].NatureReviewsGastroenterology&Hepatology,V0l43Issue12024万方数据:..2015,12(4):205—2l’7.[6]MARION—LETELLIERR,SAVOYEG,BECKPL,:areappraisalofeffectsandtherapeuticapproaches[J].InflammatoryBowelDiseases,2013,19(3):650—661.[7]LOESCHKEK,UEBERSCHAERB,PIETSCHA,-3Fattyacidsonlydelayearlyrelapseofulcerativecolitisinremission[J]DigestiveDiseasesandSciences,1996,41(10):2087—2094.[8]MIDDLETONSJ,NAYLORS,WOOLNERJ,—blind,randomized,placebo—controlledtrialofessentialfattyacidsupplementationinthemaintenanceofremissionofulcerativecolitis[J].AlimentaryPharmacology&(6):1131—1135.[9]FORBESA,ESCHERJ,HEBUTERNEX,:clinicalnutritionininflammatoryboweldisease[J].ClinicalNutrition,2017,36(2):321—347.[10]HIRASAWAA,TSUMAYAK,AwAJIT,—likepeptide一1secretionthroughGPRl20[J].NatureMedicine,2005,11(1):90—94.[11]KIMURAl,ICHIMURAA,OHUE—KITANOR,[J].,100(1):171—210.[12]OHDY,[J].FrontiersinEndocrinology,2014,5:115.[13]ICHIMURAA,HIRASAWAA,POULAIN—GODEFROYO,[J].Nature,2012,483(7389):350—354.[14]MURTHYSN,COOPERHS,SHIMH,—inducedmurinecolitisbyintracoloniccyclosporin[J].DigestiveDiseasesandSciences,1993,38(9):1722—1734.[15]DIELEMANLA,PALMENMJ,AKOLH,(DSS)ischaracterizedbyThlandTh2cytokines[J].ClinicalandExperimentalImmunology,1998,114(3):385—391.[16]:effects,mechanismsandclinicalrelevance[J].Biochi—micaetBiophysicaActa,2015,1851(4):469—484.[17]KARAKULA—JUCHNOWICZH,NOGJ,JUCHNOWICZD,:[J].AdvancesinHygieneandExperimentalMedicine,2017,71:942—953.[18]ALVAREZ—CURTOE,:theroleoffreefattyacidreceptorsintheimmunesystem[J].BiochemicalPharmacology,2016,114:3—《抬授枣学报2024年第43卷第1期万方数据

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