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(内科学专业论文)姜黄素对肠单层上皮氧化应激损伤的保护作用.pdf.pdf 免费下载
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目录 1 ! ; 皮氧化应激损伤的保护作用 1 0 1 1 2 3 2 7 3 5 讨论3 6 小结4 0 参考文献4 l 综述氧化应激导致肠上皮紧密连接破坏的研究现状4 6 致谢6 1 个人简历6 2 、 中文摘要 姜黄素对肠单层上皮氧化应激损伤的保护作用 摘要 肠上皮紧密连接( t i g h tj u n c t i o n s ,t j ) 是肠黏膜屏障功能最重要的解剖 学基础。t j 形成一道高度选择性屏障,以防止肠腔内有害物质如毒素或 细菌穿过肠黏膜进入血液循环或其他组织器官。t j 的破坏及其所导致的 肠黏膜屏障功能受损在一系列肠道受损疾病发病机制中起着关键作用,如 炎症性肠病( i n f l a m m a t o r yb o w e ld i s e a s e ,i b d ) 、梗阻性黄疸( o b s t r u c t i v e j a u n d i c e ,o j ) 、急性胰腺炎( a c u t ep a n c r e a t i t i s ,a p ) 、酒精性肝病 ( a l c o h 0 1 i n d u c e dl i v e ri n j u r y ) 、坏死性小肠炎和感染性小肠炎等。目前,上 皮屏障功能受损的确切机制尚未完全阐明,但很多研究表明氧化应激损伤 是破坏t j 影响肠黏膜屏障功能的重要因素。 细胞正常的有氧代谢持续产生一定量的过氧化氢( h y d r o g e np e r o x i d e , h :0 2 ) ,并迅速被抗氧化物酶如溶酶体中的过氧化氢酶、线粒体中的谷胱 甘肽过氧化物酶清除。异常情况下h :0 2 不能被及时清除会导致细胞损伤。 低微摩尔水平的h 2 0 2 与生物系统的相互作用微弱,但是高浓度的h 2 0 2 能 使糖酵解过程中的3 磷酸甘油醛脱氢酶失活。众多研究表明h 2 0 :能够导致 肠上皮屏障功能损伤。在c a c o 2 细胞单层,h 2 0 2 介导的氧化应激损伤破坏 上皮屏障功能已经被证实。 血红素加氧酶1 ( h e m eo x y g e n a s e ,h o 1 ) 是血红素分解代谢的限速酶, 它通过降解血红素产生等摩尔的胆绿素( b i l i v e r d i n ) 、一氧化碳( c a r b o n m o n o x i d e ,c o ) 和游离铁( i r o n ) 。h o 1 为诱导型酶,通常被h 2 0 2 、亚铁血 红素、重金属离子、细胞毒素、内毒素等具有细胞损伤作用的致氧化应激 因素所诱导。目前多项体内、外研究证实诱导h o 1 表达是机体氧化应激 状态下重要的细胞保护机制。姜黄素( c u r c u m i n ,c u r ) 是从姜科植物姜黄、 莪术中提取的有效成份,具有抗氧化、抗感染、抗肿瘤、抗病毒等广泛的 药理作用。c u r 己被证实是一种天然的h o 1 强诱导剂。 目的:姜黄素对h 2 0 2 介导的肠单层上皮氧化应激损伤的保护作用。 方法:c a c o 2 细胞形成体外肠上皮细胞屏障模型后,用h 2 0 2 诱导氧 化应激损伤。实验分为d m s o 组,h 2 0 2 ( 5 0 0 州) 组【2 6 】,h 2 0 2 + 不同浓度 中文摘要 c u r 组( 5 ,2 0 ,8 01 t m ) ,h 2 0 2 + c u r ( 2 0p m ) + z n p p ( 2 0p m ) 组( z n p p 是h o l 的 特异性抑制剂) ,共同孵育,分别在1 h 、3 h 、6 h 收集标本。收集细胞培养 液检测l d h 、m d a 、s o d ;测量单层上皮的跨上皮细胞电阻( t r a n s e p i t h e l i a l e l e c t r i c a lr e s i s t a n c e t e e r ) 和荧光素钠透过率;w e s t e r nb l o t 和免疫荧光化 学方法检测o c c l u d i n 和z o 1 在细胞单层的表达及定位;用w e s t e r nb l o t 和r e a l t i m ep c r 方法检测h o 1 蛋白及m r n a 表达水平。 结果: 1 体外肠上皮细胞屏障模型制作成功。 2 姜黄素对h 2 0 2 介导的细胞毒性和氧化应激损伤的保护作用。姜黄素 对h 2 0 2 介导的细胞毒性的保护作用:h 2 0 2 组较d m s o 组l d h 活性明显 升高( 尸 o 0 0 1 ) ,h 2 0 2 + 不同浓度c u r 组均较h 2 0 2 组降低( 尸 o 0 5 ) 。姜黄素对h 2 0 2 介导的氧化 应激损伤的保护作用:h 2 0 2 组较d m s o 组脂质过氧化产物m d a 水平明 显升高( 尸 o 0 0 1 ) ,抗氧化物s o d 活性明显降低( 尸 0 0 5 ) 。h 2 0 2 + 不同浓度 c u r 组m d a 均较h 2 0 2 组降低( 尸 o 0 0 1 ) ,而s o d 活性增加( p o 0 5 ) 。 3 姜黄素对h 2 0 2 介导的肠单层上皮通透性增高的保护作用。姜黄素对 h 2 0 2 介导的肠单层上皮t e e r 降低的影响:t e e r = t e e 刚干预前 t e e r x 10 0 ,用t e e r 来表示t e e r 变化。h 2 0 2 组t e e r 较d m s o 组明 显降低( 2 2 7 1 + 3 11 v s9 9 6 0 + 1 3 0 ,p o 0 0 1 ) 。h 2 0 2 + 不同浓度c u r 组均较 h 2 0 2 组明显增高( 4 9 0 5 + 1 3 9 9 ,5 2 0 2 士1 0 1 5 ,4 3 2 4 + 1 2 2 6 v s 2 2 71 士3 1 1 ,p o 0 5 ) ,且h 2 0 2 + 2 0 州c u r 组最佳( 尸 0 0 5 ) 。姜黄素对 h 2 0 2 介导的肠单层上皮荧光素钠透过率增加的影响:h 2 0 2 组荧光素钠透 过率较d m s o 组明显升高( 3 2 0 0 土4 9 7 v s6 1 0 士1 4 3 ,p 0 0 0 1 ) ,h 2 0 2 + 不 同浓度c u r 组均较h 2 0 2 组明显降低( 2 0 2 5 士2 6 3 ,1 2 4 1 士2 。1 9 , 19 2 5 士2 81 3 2 0 0 士4 9 7 ,p o 0 5 ) ,且h 2 0 2 + 2 0 小c u r 组降低明显 ( p 0 0 5 ) 。h 2 0 2 + c u r ( 2 0i t m ) + z n p p ( 2 0 肛m ) 组较h 2 0 2 + 2 0 州c u r 组的荧光 素钠透过率明显增加( 3 1 0 1 + 2 2 8 w1 2 4 1 士2 1 9 ,p o 0 5 ) 。 4 姜黄素对h 2 0 2 介导的t j 蛋白o c c l u d i n 和z o 1 破坏的保护作用。 w e s t e r nb l o t 结果显示:t j 蛋白o c c l u d i n 表达水平h 2 0 2 组较d m s o 组明显降 中文摘要 低( 5 3 6 7 士2 4 1 9 1 7 8 0 0 士2 9 51 ,p o 0 0 1 ) ,h 2 0 2 + 不同浓度c u r 组均较 h 2 0 2 组明显升高( 1 1 5 0 0 士1 8 0 3 ,1 7 5 6 7 士2 9 5 0 ,1 2 0 6 7 1 3 2 7 2 w 5 3 6 7 1 2 4 1 9 ,p 0 0 5 ) ,治疗组间也存在差别,h 2 0 2 + 2 0 c u r 组表达量 最高( 尸 o 0 5 ) 。h 2 0 2 + c u r ( 2 0g m ) + z n p p ( 2 0 州) 组( 8 0 3 3 士1 3 0 5 ) 较 h 2 0 2 + 2 0g mc u r 组的o c c l u d i n 表达水平明显降低( 尸 o 0 0 1 ) ,且与h 2 0 2 组无 统计学差异( 胗0 0 5 ) 。z o 1 蛋白表达结果与o c c l u d i n 变化一致。h 2 0 2 组较 d m s o 组明显降低( 3 6 0 0 士15 8 8 垤13 3 0 0 土2 6 4 6 ,p o o o1 ) ,h 2 0 2 + 不同 浓度c u r 组均较h 2 0 2 组明显升高( 9 0 3 3 士2 2 5 0 ,1 3 9 6 7 士3 3 7 1 , 9 2 0 0 士2 4 3 3 v s3 6 0 0 士15 8 8 ,p o 0 5 ) ,h 2 0 2 + 2 0g mc u r 组表达量最高 ( p 0 0 5 ) 。h 2 0 2 + c u r ( 2 0g m ) + z n p p ( 2 0g m ) 组( 5 0 0 0 - 2 :1 5 1 3 ) 较h 2 0 2 + 2 0g m c u r 组明显降低( 尸 o 0 5 ) 。h 2 0 2 + 2 0g m c u r 干预细胞在l h ,3 h ,6 h 检i n o c c l u d i n 蛋白表达水平较h 2 0 2 组明显升高 ( 1 8 5 0 0 1 5 1 6 4 ,3 0 0 6 7 土2 7 1 0 ,4 2 4 3 3 士6 9 6 6 坩8 4 0 0 士1 9 0 0 , p 0 0 5 ) ,并且呈时间依赖6 h 最高( 尸 o 0 5 ) 。z o 1 蛋白表达与o c c l u d i n 蛋白 表达变化趋势一致。z o 1 蛋白表达在l h ,3 h ,6 h 较h 2 0 2 组明显升高 ( 4 8 6 7 士2 0 0 1 ,8 2 0 0 士1 2 1 2 ,11 4 6 7 土2 0 5 0 w1 5 0 0 士1 2 5 3 ,p o 0 5 ) , 6 h u 寸z o 1 蛋白表达水平较其他时间组高( 尸 o 0 5 ) 。免疫荧光结果显示: d m s o 组o c c l u d i n 蛋白表达连续完整,荧光强度高;h 2 0 2 组o c c l u d i n 蛋白表 达断续不完整,荧光强度弱;h 2 0 2 + 2 0g mc u r 组较h 2 0 2 组明显好转, h 2 0 2 + c u r ( 2 0g m ) + z n p p ( 2 0g m ) 组与h 2 0 2 组表现相似。z o 1 变化与 o c c l l u d i n 结果变化一致。 5 姜黄素对h o 1 蛋白及其m r n a 的诱导作用。w e s t e mb l o t 结果显示: h o 1 蛋白表达水平h 2 0 2 组较d m s o 组升高( 9 9 0 0 士1 0 0 0 w4 6 7 士2 0 0 , p 0 0 0 1 ) ,h 2 0 2 + 不同浓度c u r 组均较h 2 0 2 组明显升高( 1 9 8 6 7 士8 7 9 6 , 2 91 0 0 士9 17 ,191 3 3 土3 7 1 1 坩9 9 0 0 士10 0 0 ,p o 0 5 ) ,h 2 0 2 + 2 0g mc u r 组h o 一1 蛋白表达量最高( 尸 o 0 5 ) 。h 2 0 2 + c u r ( 2 0g m ) + z n p p ( 2 0g m ) 组h o 1 蛋白表达水平( 9 6 0 0 士1 3 0 5 ) 低于h 2 0 2 + 2 0p mc u r 组( 尸 o 0 5 ) 。h 2 0 2 + 2 0g mc u r 干预1 h ,3 h ,6 hh o 1 蛋白表 达水平较h 2 0 2 组明显升高( 1 4 9 3 3 士6 8 1 ,2 6 3 6 7 士1 6 5 0 ,3 7 2 3 3 士1 0 2 3 4 4 3 6 7 土1 0 6 0 ,p 0 0 5 ) ,且各治疗组问均有统计学差异,6 h 时表达水平 最高( 尸 o 0 5 ) 。h o 1m r n a 表达水平h 2 0 2 组较d m s o 组升高俨 o 0 5 ) , 3 中文摘要 h 2 0 2 + 不同浓度c u r 组均较h 2 0 2 组明显升高( 5 9 8 + 0 9 1 ,7 5 8 + 1 5 5 , 6 6 6 士1 4 8 凇3 8 4 士o 9 0 ,p o 0 5 ) 。 h 2 0 2 + c u r ( 2 0p m ) + z n p p ( 2 0 “m ) 组( 4 4 1 士1 2 1 ) 较h 2 0 2 + 2 0 州c u r 组降低 ( p o 0 5 ) 。h 2 0 2 + 2 0l a mc u r 干预l h ,3 h , 6 hh o 1m r n a 较h 2 0 2 组明显升高( 3 9 2 士0 7 9 ,4 3 4 i l 0 3 ,4 9 5 + 1 1 4 坩 1 0 0 - 士0 0 0 ,p 0 0 5 ) ,且治疗组间h o 1m r n a 表达水平存在统计学差异, 6 h 时最高( 尸 o 0 5 ) 。 结论:应用5 0 0l x mh 2 0 2 能够导致细胞毒性和氧化应激损伤,低浓度 的c u r 就能起到抗细胞毒性和抗氧化作用。h 2 0 2 能够介导t j 破坏和肠上 皮屏障功能受损,c u r 通过h o 1 途径改善h 2 0 2 介导的t j 和肠黏膜屏障 功能受损。 障 关键词:姜黄素;血红素加氧酶1 ;氧化应激;紧密连接;肠黏膜屏 p a t h o g e n e s i so fav a r i e t yo fg a s t r o i n t e s t i n a ld i s o r d e r s ,s u c ha si n f l a m m a t o r y b o w e ld i s e a s e ( i b d ) ,o b s t r u c t i v ej a u n d i c e ( o j ) ,a c u t ep a n c r e a t i t i s ( a p ) , a l c o h o l - i n d u c e dl i v e r i n j u r y ,i n f e c t i o u s e n t e r o c o l i t i sa n d n e c r o t i z i n g e n t e r o c o l i t i s ( n e c ) a n ds oo n t h em e c h a n i s mi n v o l v e di nt h eb a r r i e r d y s f u n c t i o ni nd if f e r e n td i s e a s e si sn o tw e l lu n d e r s t o o d h o w e v e r ,ag r o w i n g b o d yo fe v i d e n c ei n d i c a t e dt h a to x i d a t i v es t r e s sw a sa ni m p o r t a n tf a c t o r i n d u c e dd i s r u p t i o no ft ja n db a r r i e rf u n c t i o n h y d r o g e np e r o x i d e ( h 2 0 2 ) i sc o n s t a n t l yb e i n gg e n e r a t e dw i t h i na l lc e l l t y p e sd u r i n gt h en o r m a la e r o b i cm e t a b o l i s m ,a n dm u s tb eq u i c k l yd e t o x i f i e d b y a n t i o x i d a n tde f e n s e e n z y m e s ,s u c ha sc a t a l a s e i n p e r o x i s o m e sa n d g l u t a t h i o n ep e r o x i d a s ei nm i t o c h o n d r i a i fh 2 0 2i s n o td e t o x i f i e dq u i c k l y , a m o u n to fh 2 0 2w o u l di n d u c ec e l l si n j u r e h 2 0 2a tl o wm i c r om o l a rl e v e l si s p o o r l yr e a c t i v ew i t hb i o l o g i c a ls y s t e m s h o w e v e r ,a th i g h e rc o n c e n t r a t i o n s , h 2 0 2c a ni n a c t i v a t eg l y c e r a l d e h y d e 一3 - p h o s p h a t ed e h y d r o g e n a s e ,ag l y c o l y t i c e n z y m e al a r g en u m b e ro fs t u d i e sh a v en o wi n d i c a t e dt h a th 2 0 2d i s r u p t e d i n t e s t i n a l e p i t h e l i a l b a r r i e rf u n c t i o n l e a d i n g t oe l e v a t e p a r a c e l l u l a r p e r m e a b i l i t y i nc a c o 一2c e l lm o n o l a y e r s ,i tw a sd e m o n s t r a t e dt h a td i s r u p t i o n o fb a r r i e rf u n c t i o nb yo x i d a t i v es t r e s sw a sm e d i a t e db yh 2 0 2 h e m eo x y g e n a s e - 1 ( h o - 1 ) ,au b i q u i t o u sa n dr e d o x - s e n s i t i v ei n d u c i b l e s t r e s sp r o t e i nt h a td e g r a d e sh e m et oc o ,i r o na n db i l i v e r d i n ,i tc a nb ei n d u c e d b yv a r i o u so x i d a t i v e i n d u c i n ga g e n t s ,i n c l u d i n gh 2 0 2 ,h e m e ,h e a v ym e t a l s , 5 英文摘要 c y t o k i n e sa n de n d o t o x i n r e c e n t l y ,n u m e r o u si nv i t r oa n di nv i v os t u d i e sh a v e s h o w nt h a tt h ei n d u c t i o no fh o - 1w a sa n i m p o r t a n tc e l l u l a rp r o t e c t i v e m e c h a n i s ma g a i n s to x i d a t i v e i n j u r y c u r c u m i n ( c u r ) i sam a j o ra c t i v e c o m p o n e n to ft h ef o o df l a v o rt u r m e r i c ,i s o l a t e df r o mt h ep o w d e r e dd r y r h i z o m eo fc u rl o n g al i n n t h ec o m p o n e n t p o s s e s s e s a v a r i e t y o f p h a r m a c o l o g i c a la c t i v i t i e s ,i n c l u d i n ga n t i o x i d a t i v e ,a n t i - i n f l a m m a t o r y , a n t i c a r c i n o g e n i ca n da n t i h i va n ds oo n c u ri san a t u r a l l yo c c u r r i n g c o m p o u n dt h a th a sb e e ni d e n t i f i e da sp o t e n ti n d u c e r so fh o 1 o b j e c t i v e :t o e x p l o r e t h ep r o t e c t i v ee f f e c t so fc u ro no x i d a t i v e s t r e s s - i n d u c e dd i s r u p t i o n0 f1 3a n db a r r i e rd y s f u n c t i o n s m e t h o d s :c a c o 2e e l lm o n o l a y e r sw e r ei n c u b a t e dw i t h o u to rw i t hh ,o , ( 5 0 0 ) i nt h ea b s e n c eo rp r e s e n c eo f5 “m ,2 0 州,8 0 州o fc u r ( a d m i n i s t e r e d3 0 m i np r i o rt oh 2 0 2 ) f o r6 h i ns o m ee x p e r i m e n t s ,c e l l sw e r e p m a t e dw i t hz n p p ( s p e c i f i ci n h i b i t o r so ft h eh o 一1 ) f o r12 hp r i o rt oc u r d m s og r o u pw a si n c u b a t e dw i t hd m e mw i t h o u th 2 0 2 i no r d e rt oe x a m i n e i ft h ep r o t e c t i v ee f f e c to fc u ro nt ji st i m e d e p e n d e n t c a c o 2c e l l sw e r e t r e a t e dw i t hc u ra t2 0p m ( 3 0m i np r i o rt oh 2 0 2a d m i n i s t r a t i o n ) f o rlh ,3 h ,6 h , b u th 2 0 2w a sw a s h e da f t e rc e l lm o n o l a y e r sw e r et r e a t e dw i t hh 2 0 2f o rlh t h em e d i u mw a sh a r v e s t e dt om e a s u r el d h a c t i v i t y ,m d aa n ds o da c t i v i t y f o rc y t o t c x i ca n do x i d a t i v es t r e s s e f f e c t s ;t h et r a n s e p i t h e l i a l e l e c t r i c a l r e s i s t a n c e ( t e e r ) a n dt h ef l u xo fs o d i u mf l u o r e s c e i no ft h ef i l t e r - 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i n d u c e dc y t o t o x i c i t y ( p o 0 5 ) ( 乡 i n c u p a t i o no fc a c o 一2c e l l sw i t hh 2 0 2r e s u l t e di nd r a m a t i ci n c r e a s ei nm d a 俨 o 0 01 ) p r e t r e a t m e n tw i t hc u r ( 5 ,2 0a n d8 0l x m ) a f f o r d e dc y t o p r o t e c t i o n a g a i n s th 2 0 2 - i n d u c e di n c r e a s ei nm d a ( 尸 o 0 5 ) t h es o da c t i v i t yw a s c o n t r a r yt om d ac h a n g e s 3c u ra t t e n u a t e dh 2 0 2 一i n d u c e dd i s r u p t i o no fp a r a c e l l u l a rp e r m e a b i l i t yi n c a c o - 2c e l l s h 2 0 2i n c r e a s e dt h ef l u xo fs o d i u mf l u o r e s c e i np e r m e a b i l i t y c o m p a r e d t od m s og r o u p ( 3 2 0 0 士4 9 7 坩6 1 0 士1 4 3 ,p 0 0 0 1 ) p r e t r e a t m e n tw i t hc u r ( 5 ,2 0a n d8 0 “m ) a f f o r d e dc y t o p r o t e c t i o na g a i n s t h 2 0 2 - - i n d u c e dm o n o l a y e rh y p e r - p e r m e a b i l i t y o fc a c o 2c e l l m o n o l a y e r ( 2 0 2 5 + 2 6 3 ,12 41 士2 19 ,19 2 5 士2 81 w3 2 0 0 士4 9 7 ,p 0 0 5 ) h 2 0 2d e c r e a s e dt e e r c o m p a r e dt od m s og r o u p ( 2 2 71 士3 1 1 坩 9 9 6 0 士1 3 0 ,p 0 0 01 ) p r e t r e a t m e n tw i t hc u r ( 5 ,2 0a n d8 0 “m ) a f f o r d e d c y t o p r o t e c t i o na g a i n s th 2 0 2 一i n d u c e dd e c r e a s e ( 4 9 0 5 士1 3 9 9 ,5 2 0 2 士1 0 1 5 , 4 3 2 4 土1 2 2 6 v s2 2 7 1 士3 11 ,p o 0 5 ) t h ep r o t e c t i v ee f f e c to fc u r w a s d o s e d e p e n d e n ta n dt h eb e s tw a s s e e na t2 0p , m 俨 o 0 5 ) 4c u ra m e l i o r a t e dh 2 0 2 - 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