文摘

非酒精性脂肪肝炎是特色的存在肝脂肪变性结合炎症和肝细胞损伤。Gut-derived内毒素在NASH的发病机制中扮演着关键角色。Salvia-Nelumbinis溃疡(SNN),中药的配方,已被确认为纳什是有效的,但机制并不彻底。在目前的研究中,纳什模型生成使用C57BL / 6小鼠喂食高脂肪的饮食(HFD)定期补充饮用水中葡聚糖硫酸酯钠(DSS)为12周。老鼠HFD独自(没有DSS)或食物的饮食被用作控制。的纳什老鼠SNN提取在接下来的4周,而控制老鼠提供了生理盐水。老鼠HFD发达脂肪变性和DSS的补充导致了纳什。SNN提取显著提高代谢紊乱包括肥胖、血脂异常,和肝脏脂肪变性,减少肝脏炎症、肿瘤坏死因子-传播α(肿瘤坏死因子-α)和脂多糖(LPS)的水平。SNN提取的有益作用,恢复肠道条件(微生物群,肠道屏障的完整性)和抑制TLR4 / NF -κB激活。这些结果表明,SNN提取改善纳什进展,可能通过阻断内毒素TLR4 / NF -有关κB激活。

1。介绍

非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是一种慢性肝脏疾病的主要原因,和全球患病率大约是24%1]。非酒精性脂肪肝的渐进形式被称为非酒精性脂肪肝炎(纳什)。尽管纳什代表少数非酒精性脂肪肝患者(10 - 20%),它可以发展为晚期肝脏疾病导致肝硬化,liver-related死亡率和肝细胞癌(HCC) (2]。因为简单的脂肪肝被认为是良性的,疾病进展的风险因素的确定是至关重要的。组织学研究发现,炎症的程度是最强大的和非酒精性脂肪肝进展的独立危险因子3]。我们目前的理解病理生理学的纳什共存是过量脂肪累积在肝脏炎症和细胞损伤。因此,理想的药物治疗纳什应该既能改善代谢条件和目标肝细胞损伤的机制。

纳什的特点是枯氏细胞激活,dysbiosis-driven炎症中起着至关重要的作用[4]。肠道微生物(内毒素)产生的机会主义的肠道病原体可能直接通过门静脉进入肝脏。这些高度保守的分子称为“病原体相关分子模式”(pamp)可以被具体的模式识别受体(PRRs),如toll样受体(通常)。研究表明,腹腔内注射LPS,革兰氏阴性细菌外膜的主要组成部分,可以夸大肝脏炎症在高脂肪饮食(HFD)或高热量饮食喂养动物,进一步表明gut-derived内毒素的作用在促进纳什发展(5,6]。有限合伙人传感器TLR4随后可能引发一连串的分子导致核转录因子的激活κB (NF -κB)和生产的促炎细胞因子和趋化因子7]。此外,通常还吸引了其他免疫细胞的激活被感染的网站,从而导致纳什的发展。

目前预防和治疗纳什仍然面临巨大的障碍。饮食和生活方式修改建议的一线治疗。然而,这些措施无法实施有效地长期或维护。特定的药物治疗的必要性迫在眉睫,但选择是有限的。最近,天然产品吸引了越来越浓的兴趣预防和治疗纳什(8]。草药源自中国传统医学(中医)理论已申请在中国几千年来治疗肝脏疾病。Salvia-Nelumbinis法则的提取物(SNN)公式,最初我叫江智粒状结构和设计完全基于中医理论,已被用于治疗非酒精性脂肪肝。我们已经表明,SNN提取物能改善非酒精性脂肪肝及相关代谢紊乱患者的多中心,随机,双盲,安慰剂对照的临床试验9]。体内和体外实验在我们以前的研究证实有益SNN或其成分对胰岛素抵抗的影响和脂质积累(10]。使用蛋氨酸/胆碱不足(MCD)食源性纳什模型,我们发现SNN提取可以保护肝脏不受服务器通过改善肝脏抗氧化损伤能力(11]。然而,SNN提取物是否能施加有益的影响肝损伤相关gut-derived内毒素尚未确定。

在目前的研究中,我们应用纳什引起的小鼠HFD补充与葡聚糖硫酸酯钠(DSS)和内毒素在纳什发展中的作用决定的。这些动物,我们评估的有效性和潜在机制纳什的SNN提取物在治疗。

2。材料和方法

2.1。SNN提取物的制备

SNN提取准备如前所述[8]。简单地说,药材,1.5的一部分Salviae1部分Nelumbinis2.5部分根状茎Polygoni Cuspidati,和1.5的一部分茵陈Scopariae磨碎,混合粉,然后与水混合/甲醇(5:95年,V / V)声波降解法,过滤,真空冷凝得到提取物。甲醇提取获得的被粉在动物实验。的主要化学成分提取比较与先前建立的标准(12),1 g药材可以获得200毫克提取物。

2.2。老鼠实验

雄性C57BL / 6小鼠,6周的年龄,从线性购买动物实验室(上海,中国)。一周的适应环境后,小鼠分为3组:周组( )接受标准控制饮食(SLAC动物实验室、中国上海);HFD集团( )收到HFD(60%的热量来自脂肪,研究饮食,新泽西,美国);HF-DSS组( )收到HFD补充1% DSS (MP生物医学,梭伦,哦,美国)的饮用水。DSS是在周期;每个周期是7天的DSS政府随后为期10天的间隔与正常饮用水。喂养12周后,HFD组小鼠和6小鼠HF-DSS组是牺牲了评价模型。其余HF-DSS老鼠进一步分为2组:HF-DSS集团( )仍然HF-DSS饮食,而治疗组小鼠( )鉴于SNN提取物(750毫克/公斤)供填喂法4周。

小鼠的体重和食物摄入量记录在每个DSS治疗周期。动物协议依法进行指导与动物实验伦理委员会批准,在上海中医药大学。

2.3。血清生化和免疫分析

12小时禁食后,老鼠与戊巴比妥钠麻醉(100毫克/公斤)和牺牲。血液收集,血清甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(低密度脂蛋白),高密度脂蛋白胆固醇(hdl - c)、丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)分析了使用日立全自动系统。血清血浆内毒素和肿瘤坏死因子-α(肿瘤坏死因子-α)是由ELISA试剂盒检测(Westang Testmart)根据制造商的指示。

2.4。肝脂质含量分析

肝脏TG, TC内容是前面描述的资格(8]。短暂、肝组织(200毫克)均质3毫升ethanol-acetone(1: 1)混合物。匀浆提取一夜之间在4°C和离心机15分钟3000转4°C。有机层收集和TG, TC合格使用商业试剂盒(南京建成科技,中国)。

2.5。组织学和免疫组织化学分析

肝脏和结肠组织在10%甲醛固定,石蜡包埋部分(4μ米厚度)准备)染色。冷冻肝脏部分(8μ米厚度)和10%多聚甲醛固定在室温下30分钟和沾油红O(σ,圣路易斯,密苏里州)60分钟。免疫组织化学染色(包含IHC) F4/80 (Abcam 1: 200年,剑桥,英国)进行4μ米厚的石蜡包埋后肝脏部分制造商的协议。图像捕获使用奥林巴斯IX71倒置显微镜(日本东京)。

2.6。粪便DNA提取、焦磷酸测序和生物信息学数据

新鲜粪便收集回盲肠的地区的老鼠,和QIAamp基因组DNA提取的DNA凳子迷你包(试剂盒、德国)如前所述13]。纯度测定和浓度计算。提取的DNA作为模板来放大16 s rDNA V3地区的基因。PCR反应,pyrosequence,和质量控制进行了如前所述[13]。高质量的有效读取被聚集到操作分类单位使用Mothur(辣子鸡)(http://www.mothur.org/)。稀疏曲线分析和香农多样性指数分析了根据代表的辣子鸡序列。生成一个热图R软件(http://www.R-project.org)。Taxonomy-based分析使用核糖体数据库项目(RDP)分类器。

2.7。细胞培养和治疗

枯氏细胞与无菌隔离男性C57 / BL6老鼠(6 - 8周,体重 (g)如前所述14),他们的身份验证吞没的免疫荧光珠子。24小时后从隔离恢复期,主枯氏细胞培养在没有或50,100,和200 ng / ml的有限合伙人(σ,圣路易斯,密苏里州)1,2,4 h。

2.8。定量实时聚合酶链反应

总RNA提取肝脏或有限合伙人枯氏细胞治疗使用试剂盒试剂(美国英杰公司集团,卡尔斯巴德,CA)和反向转录成cDNA使用反转录试剂盒(WI Promega,麦迪逊,美国)。引物的序列(从发光基因,获得中国上海)表中所示的实验中使用1。定量实时PCR(存在)都使用了SYBR绿色PCR大师混合工具(TOYOBO,大阪,日本)根据制造商的协议。量化的信使rna浓度进行了使用AB StepOnePlus实时PCR系统(美国应用生物系统公司,卡尔斯巴德,CA)。相对mRNA水平作为内部控制规范化使用GAPDH和表达为褶皱变化相对于控制。

2.9。免疫印迹分析

主要用于抗体免疫印迹分析anti-zonula occludens 1 (ZO-1) anti-occludin, anti-claudin-1(美国罗克福德热科学),anti-phosphorylated p65, anti-phosphorylated我κB anti-p65 anti-IκB(细胞信号技术,丹弗斯,美国),anti-TIRAP (Toll-interleukin 1受体域包含适配器蛋白质),anti-IRAK1 (receptor-associated激酶1)anti-IRAK4 (Proteintech,武汉,中国),anti-TRAF6 (TNF receptor-associated因子6),anti-TLR4 (Abcam、剑桥、马、美国),反β肌动蛋白,anti-Histone H3(华安生物技术、杭州、中国)。antibody-antigen复合物被使用ECL(电化学发光)的可视化工具包(美国Billerica微孔)。免疫反应性的乐队的强度是semiquantified使用GeneTools(美国弗雷德里克SynGene)。

2.10。统计分析

SPSS 18.0和5 GraphPad棱镜用于数据分析。数据表示为±标准错误(SE)。单向方差分析(方差分析)与图基的校正是申请了两组之间的差异,和 被接受为显著。

3所示。结果

3.1。肠道损伤促进肝病

雄性C57Bl / 6小鼠喂养12周HFD表现出明显的肝脂肪变性,但没有迹象显示炎症在肝脏的部分(图1(一))。补充与DSS HFD,然而,导致肠道屏障损伤,肝脂肪变性与意义结合炎症病灶(数字1(一)1 (b))。当肝脏TG含量两组小鼠(图之间的可比性1 (c)),HF-DSS小鼠血清AST水平增加(图1 (d))和高山(图1 (e)),这表明肠道损伤可能导致纳什的发展。

3.2。纳什老鼠SNN提取物治疗缓解肝肿大

纳什小鼠肝肿大和展览体重增加(表2);纳什老鼠的肝脏/体重比不是在控制不同于正常食物饮食的老鼠(表2)。后四周SNN治疗、体重、肝重量,和肝脏/体重比都显著降低与未经处理的纳什的老鼠(表2)。因为进食未经处理和SNN-treated团体之间(表相同2),的有益作用SNN提取物对体重和肝脏重量不太可能与饱腹感的变化。

3.3。SNN提取血清脂质和酶改善纳什老鼠

16周后纳什发达高脂血症小鼠HF-DSS喂食。因此,血清TC、TG和低密度脂蛋白浓度增加美联储相比,在食物的饮食控制(图2)。治疗4周的SNN提取物显著降低小鼠血清TG浓度,而血清TC浓度恢复正常小鼠相比,在未经处理的纳什(数字2(一个)2 (b))。但出乎意料的是,高密度脂蛋白胆固醇水平显著增加在纳什的老鼠,虽然有SNN-treated和治疗组之间没有差异,高密度脂蛋白胆固醇(图2 (c))。

肝酶(AST、高山和LDH)显著增加在HF-DSS饮食的老鼠,而SNN提取物治疗导致显著降低了这些小鼠的血清AST和高山(数字2 (f)- - - - - -2 (h))。没有区别在纳什小鼠血清ALT和食物的饮食喂养老鼠。然而,SNN提取物对小鼠血清ALT水平降低的价格相比治疗NASH老鼠(图2 (e))。

3.4。SNN提取衰减在纳什小鼠肝脂肪变性

HF-DSS节食后,老鼠发达明显的肝脂肪变性证明了使用油红O染色肝脏组织学分析部分(图3(一个))。增加肝脏TG, TC内容按照观察组织学变化(数据3 (b)3 (c))。肝脂肪变性是减毒SNN提取物治疗。同样,肝脏TG含量也显著降低小鼠接受SNN提取物(图3 (b))。然而,SNN提取物治疗没有影响肝脏中TC浓度纳什老鼠(图3 (c))。

3.5。SNN治疗改善肝脏炎症纳什老鼠

纳什小鼠肝脂肪变性和炎症,这两个被四周缓解SNN提取填喂法(图4(一))。免疫组织化学染色(包含IHC)纳什小鼠肝脏部分显示表达式的F4/80,激活枯氏细胞的膜蛋白和一个指示器,是减少SNN提取治疗后(图4 (b))。信使rna浓度的单核细胞趋化蛋白1 (MCP-1)、il - 6和TNF -α在纳什的小鼠肝脏明显增加,增加很大程度上是被SNN提取物治疗(数字4 (c)- - - - - -4 (e))。

3.6。SNN提取物治疗的效果在纳什小鼠肠道微生物群

我们进行了16 s rDNA分析使用照明MiSeq老鼠粪便中发现7个主要类群,即拟杆菌门,厚壁菌门,变形菌门,Tenericutes, Deferribacteres,TM7,和放线菌(图5(一个))。在纳什的老鼠,厚壁菌门的相对丰度明显下降,拟杆菌和变形菌门显著增加相比,在控制老鼠(数字5 (b)- - - - - -5 (d))。SNN提取4周治疗导致的部分标准化减少大量的厚壁菌门和增加大量的变形菌门(数字5 (b)5 (d))。然而,肠道微生物群的细菌多样性并不影响SNN提取物治疗Shannon-Wiener曲线(图所显示5 (e))和稀疏曲线(图5 (f))。

主要细菌家庭中确定我们的分析层次聚类热图(图所示5 (g))。总共12改变细菌家庭在纳什发现老鼠。SNN提取物治疗,相对丰富的Ruminococcaceae和Lachnospiraceae增加,而Desulfovibrionales的相对丰度和Campylobacterales降低相比,在未经处理的纳什老鼠(图5 (g))。

3.7。SNN提取有限合伙人释放减少肠道损伤和阻塞

Gut-derived内毒素可能通过受损的肠道屏障进入血液循环。我们下一个检查的完整性在纳什小鼠结肠。结肠显著缩短这些老鼠(图中观察到6(一)),隐窝的建筑破坏,上皮损伤的严重程度增加,增加炎症在结肠中发现部分(图6 (b))。值得注意的是,SNN提取物治疗被证明保护这个损坏的冒号(数字6(一)6 (b))。进一步测定蛋白质负责肠道屏障的完整性表明SNN提取物治疗显著增加ZO1的水平,occludin, claudin-1(图6 (c))。此外,有限合伙人和TNF -升高α水平在纳什观察小鼠SNN提取物可以显著减毒的治疗数据6 (d)6 (e))。

3.8。有限合伙人在枯氏细胞引起炎症

我们执行额外的体外实验来确定有限合伙人负责肝巨噬细胞的炎症反应。为此,从小鼠肝脏枯氏细胞被孤立,他们吞噬活动被吞没的荧光标记验证珠子(图7(一))。孵化枯氏细胞与TNF - LPS导致显著增加α和IL -β信使rna,剂量(数字7 (b)7 (c))和时间(数字7 (d)7 (e))的方式。这些体外数据提供间接支持上述体内观察(图4),表明gut-derived内毒素可能引起炎性反应在肝脏(通过枯氏细胞)。

3.9。SNN治疗规范的TLR信号通路

在十二生肖中功能通常存在于老鼠,TLR2和TLR4是肝脏中大量表达。TLR2和TLR4的mRNA在纳什小鼠显著增加。TLR4 mRNA(图8(一个)SNN提取物对小鼠)下降,而TLR2 mRNA持平(图8 (b))。这些结果表明SNN提取可能减少内毒素的效果。

最后,我们决定SNN提取的影响水平的关键分子参与了TLR4 / NF -κB通路,即TLR4、TIRAP IRAK1/4, TRAF6。我们发现几乎完全SNN提取(如TIRAP, TRAF6)或部分(例如,TLR4 IRAK1, IRAK4)恢复改变蛋白质浓度发生在纳什老鼠(图8 (c))。进一步分析的NF -的成员κB转录因子家族(如p65)使磷酸化状态显示,增加我的磷酸化κ在纳什老鼠的肝脏B和p65,,我SNN提取钝化κB和p65磷酸化(图8 (d))。这些结果共同表明SNN提取物可以抑制TLR4 / NF -κB激活。

4所示。讨论

纳什成为慢性肝脏疾病的主要原因,可能导致整体和liver-related死亡率的增加。在目前的研究中,我们证明了草药配方SNN抑制gut-derived内毒素的释放,阻止了TLR4介导NF -κB激活小鼠模型的纳什,从而证明SNN保护作用的非酒精性脂肪肝进展。

越来越多的证据表明,肠道微生物群与纳什的发展(15,16]。据报道,非酒精性脂肪肝患者,特别是那些有纳什,更有可能增加肠道通透性与健康对照组相比(17]。干预肠道微生物群与抗生素、益生元已被证明是有益的对于非酒精性脂肪肝(NASH患者,表明肠道环境的改变可能会影响非酒精性脂肪肝发展和进展(18,19]。失衡的结构引起的肠道微生物群HFD消费可能损害肠道屏障的完整性,增加肝脏通过门静脉的内毒素水平(20.]。因此,肠道微生物群代表一个潜在的治疗药物或营养干预的目标。我们已经确定了SNN,执行恢复增长机会致病菌。据报道,益生元、益生菌选择性地调节肠道微生物群的结构,从而改善肠道功能。自然产品证明,以防止小檗碱(即代谢条件。,obesity, insulin resistance, and type 2 diabetes) in animals and patients, and gut microbiota modulation is thought to be the key mechanism.

肠道通透性是由紧密连接(TJ);在确定了TJ,跨膜蛋白occludin, claudins,细胞质蛋白质zonula occludens 1 (ZO-1)被认为是至关重要的在调节肠道通透性(21]。肠道屏障的功能障碍可以促进肠道微生物的肝入口包括有限合伙人(6]。有限合伙人是一个组件的革兰氏阴性细菌的外墙,本身会引起肠道屏障功能障碍和上皮细胞损伤。相比我们有12周和HFD HF-DSS饮食喂养的老鼠和证实肠道通透性增加加速纳什的发展,表明肝内毒素释放是一个潜在的危险因素肝脏炎症。

循环gut-derived LPS水平增加在非酒精性脂肪肝患者(22]。孤立枯氏细胞的小鼠,细胞孵化有限合伙人,和检测TNF -增加α和il - 1β以时间和剂量依赖的方式表达。我们的结果是一致的报告表明,注射LPS老鼠可以导致肝脏炎症反应(23,24]。

先天免疫反应提供了第一行的宿主防御入侵的病原体。这种反应被激活PRRs触发。PRRs日益增长的家庭中,通常发挥基础性作用,对侵略者的主要反应(7]。pamp的具体检测和抑制宿主受体驱动器一连串的信号,在NF -收敛κB和诱导促炎细胞因子的分泌。NF -的激活κ我通常涉及的磷酸化κB抑制剂的核因子-κB激酶(IKK)复杂。我的磷酸化κB导致其ubiquitylation和随后的退化,它允许释放NF -κB和其原子核的易位。最常见的异质二聚体NF -κB是P65 / P50复杂;随后的易位,P65经历特定站点转译后的修改进一步加强函数(25]。我们已经分析了级联途径的关键分子,发现SNN可以抑制TLR4的蛋白表达,TIRAP, IRAK1/4, TRAF6,促进我的磷酸化κNF - B和激活κb .这些变化是一致的与细胞因子的改变在血清和肝组织,进一步表明SNN特别块有限合伙人相关肝脏炎症。抑制LPS / TLR4 / NF -κB通路已经被报道为炎性疾病是有益的,和许多天然产物,如黄连素、姜黄素、白藜芦醇,已确定潜在的抑制剂的级联(26- - - - - -28]。

通常作为一把双刃剑:缺乏TLR信号可能呈现生物容易暴露于病原攻击,而过度TLR响应,如激活TLR4的枯氏细胞,导致不可控释放的促炎细胞因子和趋化因子29日]。SNN是一种安全的治疗代理在中国,因为它已经使用了几十年。我们之前的基础研究和临床试验还表明,SNN安全有效治疗啮齿动物和非酒精性脂肪肝患者(10,11]。然而,由于肠道微生物群的改变可能引起有限合伙人,而化学肠道损伤加速有限合伙人释放到肝脏,TLR4 / NF -恢复κB通路SNN提取物治疗可能继发于有限合伙人从小肠释放的堵塞。

5。结论

总之,我们发现,肠道损伤可能会加速纳什的发展,和草药配方,SNN,显著减毒实验小鼠肝脏脂肪变性和炎症。通过改善肠道环境和肝内毒素入口,SNN作用于TLR4 / NF -κB通路与纳什病理进展有关。我们的研究结果支持SNN的有益作用,表明SNN可能是一个有效的治疗策略对非酒精性脂肪肝进展。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者的真诚的感恩是扩展到博士海燕之歌为她宝贵的建议。这项研究得到了国家自然科学基金(没有。81620108030),上海新星计划(没有。17 qa1404000)和上海自然科学基金(没有。14 zr144160)。