金线莲苷对肝纤维化的治疗作用及机制研究

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目的:肝纤维化是肝损伤不间断恶化的结果,免疫亢进、HSC的活化是引起肝纤维化的机制。金线莲是一种广泛应用的保肝护肝草药,KD是其中的有效活性成分。因此,研究KD对肝纤维化小鼠的保护作用,并进一步探讨KD治疗肝纤维化的机制。  方法:(1)建立AKT和CCl4诱导的肝纤维化小鼠模型,连续灌胃一周KD,采用HE、Masson、B型超声波检测KD对肝脏组织的病理损伤情况、胶原沉积程度及剪切波速,采用生化试剂盒检测血清中ALT、AST的含量以及采用ELISA试剂盒检测血清中的炎症因子IFN-γ、IL-2、IL-12、TNF-α和IL-10含量水平。(2)采用流式细胞术分析KD对不同组织(肝脏、脾脏、淋巴结、骨髓)中DC和CD8+T细胞的功能和比例,采用DC尾静脉过继转移实验、CD8+T细胞封闭实验及肝脏DC脾脏过继转移实验,检测KD对DC与CD8+T细胞之间相互作用的影响。(3)采用western blot和PCR技术,检测肝脏和脾脏组织中PI3K/Akt信号通路的活化情况。(4)在LPS诱导DC活化的体外实验中,采用生化试剂盒和PCR技术,检测DC的糖摄取情况和线粒体生物发生相关因子eNOS、PGC-1α、mtTFA的mRNA表达水平;采用线粒体压力测试试剂盒和糖酵解压力测试试剂盒检测DC的OCR和ECAR;采用PI3K/Akt信号通路抑制剂(LY294002)和激活剂(740Y-P),检测PI3K/Akt信号通路对DC功能的影响。(5)在TGF-β1激活HSC-T6的体外实验中,采用MTT、凋亡试剂盒、周期试剂盒、PCR技术和western blot技术,检测了KD对HSC-T6增殖能力、活化功能的影响;采用HSC-T6与正常脾脏T细胞共培养实验,检测KD通过HSC-T6对T细胞的影响;检测HSC-T6的葡萄糖摄取情况、GLUT-4的蛋白表达水平和线粒体生物发生相关因子eNOS、PGC-1α、mtTFA的mRNA表达水平和ECAR;采用PI3K/Akt信号通路的抑制剂和激活剂,检测PI3K/Akt信号通路对HSC-T6凋亡和周期的影响。  结果:(1)KD使肝脏组织炎症细胞浸润和脂肪空泡逐渐减少、纤维沉积程度减轻、纤维间隔变窄和超声剪切波速变小,抑制了肝纤维化小鼠血清中ALT、AST的含量,抑制致肝纤维化相关基因α-SMA、Col-I、TIMP-1表达,促进纤维基质降解基因MMP-13表达;抑制促炎性Th1型细胞因子(IFN-γ、IL-2、IL-12、TNF-α)分泌,促进抗炎性Th2型细胞因子IL-10分泌。(2)KD抑制DC中CD86、MHC-II、趋化因子受体CCR7和JC-1表达,上调DC的程序性死亡配体PD-L1表达,抑制CD8+T细胞的比例;过继转移KD调节的DC或封闭CD8+T细胞,使肝纤维化小鼠的肝脏组织病理损伤减轻、淋巴细胞浸润减少,恢复到正常小鼠的状态;肝纤维化小鼠肝脏DC介导CD8+T细胞增殖、分泌IFN-γ,而KD抑制此种效果。(3)KD抑制肝纤维化小鼠肝脏和脾脏组织中PI3K、AKT的表达和磷酸化。(4)KD抑制DC的糖摄取、GLUT-1、JC-1和线粒体生物发生因子相关基因的表达,抑制ECAR但对OCR无明显影响。LY294002作用DC中的PI3K/Akt信号通路后,KD对DC刺激的T细胞增殖能力及CD86、MHC-II、CCR7、PD-L1、JC-1和GLUT-1的表达、IL-12的分泌无显著性影响。但在DC中通过740Y-P激活PI3K后,KD抑制DC刺激T细胞增殖能力及CD86、MHC-II、CCR7、JC-1和GLUT-1的表达,促进PD-L1表达,抑制IL-12的分泌。(5)在HSC-T6中,KD抑制其增殖、促进其凋亡,抑制SMA-α、Col-I、TIMP-1表达,促进MMP-13表达;KD抑制活化HSC促进的T淋巴细胞增殖、IL-2和GzmB的分泌,而促进IL-10分泌;KD抑制HSC-T6葡萄糖摄取、GLUT-4和线粒体生物发生因子相关基因表达,对ECAR影响甚微;TGF-β1或740Y-P诱导HSC-T6在细胞周期的S/G2/M期积累。相反,使用TGF-β1处理后,KD、LY294002导致细胞在G0/G1期积累。  结论:(1)KD缓解肝脏组织的病理损伤,抑制DC的成熟度、迁移能力,增强DC的吞噬功能,抑制DC的糖摄取和MMP极性,抑制糖代谢;(2)DC和CD8+T细胞在肝纤维化过程中发挥重要作用,KD导致DC的分化和功能受到抑制,随后抑制CD8+T细胞,导致CD8+T细胞表现为低分化和低细胞毒性,并使细胞因子恢复平衡,抑制炎症,缓解肝纤维化;(3)KD抑制肝脏中的PI3K/Akt信号通路,抑制肝纤维化;(4)KD阻断DC中PI3K/Akt信号通路,抑制DC功能和分化,抑制DC活化过程主要能量代谢方式有氧糖酵解;(5)KD阻断HSC中的PI3K/Akt信号通路,将HSC-T6滞留在G1期,促进HSC-T6凋亡,抑制HSC-T6增殖,从而逆转肝纤维化;同样KD处理的HSC-T6也作用T细胞,抑制炎症。综上,KD调节肝纤维进程,一方面阻断DC中调节代谢的信号通路PI3K/Akt,抑制DC活化过程中的主要代谢方式有氧糖酵解,使DC无法获得足够的能量达到成熟活化状态,抑制DC成熟和功能,导致促进肝纤维化的CD8+T细胞的比例和功能减弱,炎性浸润程度减低,炎性因子趋于平衡,达到抑制肝纤维化的作用;另一方面,KD直接阻断导致肝纤维化的效应细胞HSC中与细胞增殖、生长有关的PI3K/Akt信号通路,将HSC-T6滞留在G1期,促进HSC-T6凋亡,抑制其增殖,从而逆转肝纤维化,另外KD也通过作用HSC来抑制T细胞的增殖和功能,抑制炎症,缓解肝纤维化。本研究首次从免疫和代谢的角度阐释了KD治疗肝纤维化的机制,将为肝纤维化的临床治疗提供一种思路。
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