鸡胆汁外泌体抗LPS诱导肝损伤的保护作用研究

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外泌体(exosome)是由活细胞分泌的具有多种生物学功能的一种胞外囊泡,在炎症、凋亡、细胞间信息交流等多种生理病理过程中发挥重要作用。机体内各种体液均可分离提取到外泌体。胆汁作为一种特殊的体液,含有由肝脏间质细胞、肝细胞和胆管上皮细胞分泌的外泌体。我们团队前期研究显示,鸡胆汁外泌体对促进肝脏中免疫细胞增殖,增强肝脏的免疫功能具有一定的靶向性,暗示鸡胆汁外泌体在肝脏损伤过程中具有良好的应用潜力和优势。为明确鸡胆汁外泌体抑制肝脏损伤的作用,本研究通过建立LPS诱导的体内、外肝损伤模型,给予鸡胆汁外泌体,评估其对肝损伤的保护效果。从规模化、现代化屠宰场收集新鲜健康鸡胆汁480 m L,分级离心和超速离心提取外泌体,通过电镜观察外泌体的形态和大小、Western Blot检测特征性蛋白TSG101。建立体内外LPS肝损伤模型,体外:不同浓度的LPS作用于肝细胞,运用CCK-8法、谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)检测盒,分别检测肝细胞活性和ALT、AST酶活性,光学显微镜观察肝细胞形态,对肝细胞存活率、ALT和AST活性及肝细胞形态损伤指标进行检测;体内:采用腹腔注射LPS造模,于24 h收集血清,检测ALT和AST酶活性。筛选鸡胆汁外泌体最佳作用浓度,不同浓度的鸡胆汁外泌体与肝细胞共培养24 h,收集细胞,通过CCK-8法和流式细胞术检测胆汁外泌体对肝细胞活性和细胞周期的影响。为了明确鸡胆汁外泌体对LPS所致肝损伤的保护作用,以LPS构建体内外肝损伤模型,给予鸡胆汁外泌体处理,运用光镜观察、谷丙转氨酶和谷草转氨酶检测盒、q RT-PCR、大体解剖和组织病理学观察等方法,对细胞上清和血清中ALT和AST酶活性、肝细胞形态和肝脏组织形态学观察以及肝细胞和肝脏中炎症和凋亡相关因子m RNA表达水平进行检测。结果显示,提取的鸡胆汁外泌体为茶杯状囊泡,直径在50~150 nm,且携带特征性蛋白Tsg101。LPS引起明显的肝细胞损伤,表现在肝细胞活性下降,细胞上清和血清中ALT、AST酶活性升高,成功构建肝细胞损伤模型(600μg/m L LPS)和体内肝损伤模型(6 mg/kg LPS)。鸡胆汁外泌体没有细胞毒性且在浓度≥20μg/m L可影响细胞周期,促进肝细胞增殖分裂。在LPS损伤情况下,肝细胞对鸡胆汁外泌体的摄入量增加;鸡胆汁外泌体可减轻LPS所致的肝细胞损伤,细胞上清液和血清中ALT、AST两种酶活性显著降低;鸡胆汁外泌体能显著抑制LPS诱导的鸡肝脏损伤,改善肝脏组织学结构的损伤,发挥对抗LPS所致的肝脏毒性作用;q RT-PCR结果显示,鸡胆汁外泌体可以降低LPS引起的炎症因子(IL-6、TNF-α、i NOS)和凋亡因子(Caspase-3、Bax)的m RNA表达水平,提高抗凋亡因子(Bcl-2)以及肝脏组织中肝细胞生长因子(HGF)的m RNA表达水平。综上所述,本研究成功建立了LPS诱导的体内外肝损伤模型,明确鸡胆汁外泌体可以有效减轻LPS引起的损伤,通过调节肝细胞和肝脏中炎性因子(TNF-α、IL-6、i NOS)和凋亡因子(Bax、caspase-3、Bcl-2)以及HGF的表达,增强肝细胞和肝脏的抗炎能力和抗凋亡能力、促进肝细胞增殖分裂、增强肝脏的修复再生,发挥其抗LPS损伤作用。因此,鸡胆汁外泌体对LPS诱导的肝损伤有显著的保护作用。
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