基于HIF-1α/BNIP3信号通路调控线粒体自噬探讨通脉开窍丸治疗血管性痴呆大鼠的机制

目的:观察通脉开窍丸对血管性痴呆(VD)大鼠海马体缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)/腺病毒E1B19kD相互作用蛋白3(BNIP3)信号通路及线粒体自噬的影响。方法:将90只雄性SD大鼠适应性喂养1周后,随机抽选10只作为假手术组,仅分离颈总动脉不结扎,剩余大鼠将采用颈总动脉分次结扎法制作VD大鼠模型。剔除死亡和造模不成功的大鼠后,将造模成功的大鼠随机分为模型组、通脉开窍丸高、中、低剂量组(27.6、13.8、6.9 g·kg^(-1))、盐酸多奈哌齐组(0.45 mg·kg^(-1))、联合组(通脉开窍丸高剂量27.6 g·kg^(-1)+HIF-1α抑制剂YC-12.5 mg·kg^(-1)),各组对应治疗4周后取材。尼氏染色法观察海马区神经元丢失情况;苏木素-伊红(HE)染色观察海马区病理学变化;蛋白免疫印迹法(Western blot)检测海马组织HIF-1α、BNIP3、自噬效应蛋白-1(Beclin-1)、微管相关蛋白1轻链3B(LC3B)蛋白表达水平;透射电镜观察海马组织线粒体超微结构及自噬小体数量;免疫荧光(IF)观察海马组织HIF-1α、BNIP3、LC3B的荧光强度。结果:与假手术组比较,模型组大鼠逃避潜伏期延长(P<0.01),穿越平台次数减少(P<0.01),海马区神经元层次减少,数量骤减,结构排列不齐,尼氏小体数量减少,丢失严重,线粒体嵴紊乱,线粒体双模结构破坏,损伤加重,自噬小体数量增加,HIF-1α、BNIP3、Beclin-1、LC3B蛋白表达增加(P<0.05,P<0.01),HIF-1α、BNIP3、LC3B的荧光强度增强(P<0.05,P<0.01);与模型组比较,通脉开窍丸各治疗组、盐酸多奈哌齐组大鼠寻找平台时间缩短(P<0.01),穿越平台次数增加(P<0.01),HE染色显示,海马神经元细胞数量增多,形态正常,排列整齐,尼氏小体丰富,丢失减少,损伤减轻,自噬小体数量增多,HIF-1α、BNIP3、Beclin-1、LC3B蛋白表达明显增加(P<0.05,P<0.01),HIF-1α、BNIP3、LC3B的荧光强度增强(P<0.05,P<0.01)。与通脉开窍丸高剂量组比较,联合组大鼠逃避潜伏期显著延长(P<0.01),穿越平台次数显著降低(P<0.01),海马神经元细胞数量减少,损伤加重,尼氏小体数量下降,自噬小体数量有所减少,HIF-1α、BNIP3、Beclin-1、LC3B蛋白表达显著降低(P<0.01),HIF-1α、BNIP3、LC3B的荧光强度显著下降(P<0.01)。结论:通脉开窍丸可能通过激活HIF-1α/BNIP3信号通路,促进线粒体自噬的发生,清除功能受损的线粒体,为健康细胞提供能量,减少神经细胞死亡,促进脑功能的恢复,从而减轻大鼠海马组织的缺血性损伤,提高大鼠学习记忆能力,从而发挥对VD的治疗作用。

大黄黄连泻心汤加味对肥胖2型糖尿病大鼠内脏脂肪线粒体自噬及棕色化影响

目的:观察大黄黄连泻心汤加味对肥胖2型糖尿病(T2DM)模型ZDF大鼠内脏脂肪组织线粒体自噬及棕色化的影响。方法:将40只ZDF大鼠高脂饲料诱导为肥胖T2DM模型,随机分为模型组、二甲双胍组(0.18 g·kg^(-1))、大黄黄连泻心汤加味高、中、低剂量组(2.16、1.08、0.54 g·kg^(-1)),每组8只,另取8只ZDF(fa/+)大鼠作为正常组,灌胃体积均为10 mL·kg^(-1),模型组和正常组灌服等体积纯净水,1次/d,持续12周。定期检测大鼠空腹血糖(FBG);干预12周后检测大鼠体质量、附睾脂肪质量、血清中葡萄糖(GLU)、糖化血清蛋白(GSP)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平;采用苏木素-伊红(HE)染色观察附睾脂肪组织病理形态学改变;透射电镜(TEM)观察脂肪细胞线粒体自噬情况;实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测附睾脂肪低氧诱导因子-1α(HIF-1α)、腺病毒E1B19kD相互作用蛋白3(BNIP3)、微管相关蛋白1轻链3B(LC3B)、泛素结合蛋白1(p62)、解偶联蛋白1(UCP1)、碘代甲状腺素2(Dio2)、PR结构域结合因子16(Prdm16)mRNA表达,蛋白免疫印迹法(Western blot)检测附睾脂肪HIF-1α、BNIP3、LC3B、p62及UCP1蛋白表达。结果:与正常组比较,模型组大鼠附睾脂肪出现病理学改变;脂肪细胞线粒体固缩、自噬小体较多并发生线粒体自噬;大鼠体质量、附睾脂肪质量、FBG、GLU、GSP、TC、TG、LDL-C水平显著升高(P<0.01),HDL-C水平显著降低(P<0.01),附睾脂肪HIF-1α、BNIP3、LC3B mRNA及蛋白表达显著升高(P<0.01),p62、UCP1 mRNA及蛋白表达显著降低(P<0.01),Dio2、Prdm16 mRNA表达显著降低(P<0.01)。与模型组比较,各给药组大鼠附睾脂肪组织病变不同程度减轻;二甲双胍组和大黄黄连泻心汤加味高剂量组大鼠脂肪细胞胞浆中线粒体形态结构完整,嵴清晰,基质均匀,胞浆中可见少量自噬溶酶体和自噬小体;二甲双胍组、大黄黄连泻心汤加味高、中剂量组大鼠体质量及附睾脂肪质量均显著降低(P<0.01);各给药组大鼠附睾脂肪指数均明显降低(P<0.05);各给药组大鼠FBG均显著降低(P<0.01);二甲双胍组及大黄黄连泻心汤加味高、中剂量组大鼠血清中GSP、GLU、TG、LDL-C水平均明显降低(P<0.05,P<0.01);二甲双胍组和大黄黄连泻心汤加味高剂量组大鼠血清TC水平显著降低(P<0.01),各给药组大鼠血清HDL-C水平均明显升高(P<0.05,P<0.01);二甲双胍组和大黄黄连泻心汤加味高、中剂量组附睾脂肪HIF-1α、BNIP3、LC3B mRNA及蛋白表达明显降低,UCP1蛋白表达水平明显升高(P<0.05,P<0.01);二甲双胍组和大黄黄连泻心汤加味高剂量组p62、Dio2、Prdm16 mRNA及p62蛋白表达明显升高(P<0.05,P<0.01)。结论:大黄黄连泻心汤加味可能通过HIF-1α/BNIP3/LC3B途径抑制内脏脂肪组织线粒体自噬,促进脂肪棕色化,改善肥胖T2DM糖脂代谢。