川芎嗪对胶质瘤干细胞裸鼠皮下移植瘤生长、TGF-β信号通路和上皮-间质转化的影响

目的:探讨川芎嗪对胶质瘤干细胞(GSCs)裸鼠皮下移植瘤生长、转化生长因子β(TGF-β)信号通路和上皮-间质转化(EMT)的影响,为胶质瘤临床治疗药物的选择提供参考。方法:收集人脑胶质瘤细胞系U87细胞,培养、分离、富集并鉴定GSCs。40只雌性BALB/c裸鼠,建立GSCs裸鼠皮下移植瘤模型,成模后随机分为模型组和低、中及高剂量川芎嗪组,每组10只。低、中和高剂量川芎嗪组裸鼠每3 d腹腔注射给药1次,给药剂量分别为1.5、3.0和6.0 mg·kg^(-1),模型组裸鼠仅腹腔注射等量生理盐水,连续15 d。测量各组裸鼠移植瘤体积,称瘤质量,计算瘤质量抑制率,绘制肿瘤生长曲线。HE染色观察各组裸鼠肿瘤组织病理形态表现,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组裸鼠肿瘤组织中TGF-β1和TGF-β受体Ⅰ(TβRⅠ)mRNA表达水平,Western blotting法检测各组裸鼠肿瘤组织中TGF-β1、TβRⅠ、母亲DPP同源物2/3(Smad2/3)、磷酸化Smad2/3(p-Smad2/3)、E-钙黏蛋白(E-cadherin)、TWIST家族bHLH转录因子1 (TWIST1)、波形蛋白(Vimentin)及锌指蛋白(Snail)表达水平。结果:在U87细胞中成功富集并分离获得GSCs,免疫荧光染色可见干细胞标志物CD133阳性表达。与模型组比较,低、中和高剂量川芎嗪组裸鼠移植瘤体积均减小(P<0.05),且呈剂量依赖性;移植瘤质量均降低(P<0.05),且呈剂量依赖性;低、中和高剂量川芎嗪组瘤质量抑制率逐渐增大,分别为12.72%、39.90%和55.36%。HE染色观察,模型组裸鼠肿瘤组织细胞形态良好,连接紧密,生长密度高,核异型性明显;低、中和高剂量川芎嗪组裸鼠肿瘤组织结构紊乱,细胞密度逐渐降低,核固缩和核裂解逐渐明显,组织坏死区逐渐增大,且随着川芎嗪剂量的增加,上述改善逐渐明显。RT-qRCR法检测,与模型组比较,低、中和高剂量川芎嗪组裸鼠移植瘤组织中TGF-β1和TβRⅠmRNA表达水平均降低(P<0.05),且呈剂量依赖性。Western blotting法检测,与模型组比较,低、中和高剂量川芎嗪组裸鼠皮下移植瘤组织中E-cadherin蛋白表达水平均升高(P<0.05),TWIST1、Vimentin、Snail、TGF-β1、TβRⅠ和p-Smad2/3蛋白表达水平均降低(P<0.05),且呈剂量依赖性。结论:川芎嗪可发挥对GSCs裸鼠皮下移植瘤生长的抑制作用,同时可干扰TGF-β1/Smad2/3信号激活和EMT诱导。

硬尖神香草提取物对哮喘幼鼠气道重塑的作用机制

目的探讨硬尖神香草提取物通过转化生长因子-β_(1)(transforming growth factor-β_(1),TGF-β_(1))/母亲信号蛋白同源物(Mothers against decapentaplegic homologs,Smads)通路调控上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transformation,EMT)对哮喘幼鼠气道重塑的作用。方法将幼鼠随机分为模型组、硬尖神香草(提取物)低剂量组(25 mg·kg^(-1))和硬尖神香草高剂量组(50 mg·kg^(-1))及阳性药物组(二羟丙茶碱,20 mg·kg^(-1)),各20只,另设对照组。比较支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)各类炎症细胞数及细胞因子白细胞介素-4(interleukin-4,IL-4)、基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9,MMP-9)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的水平,HE染色观察肺组织病变,比较肺组织气道壁、平滑肌厚度,对比E钙黏蛋白(E-cadherin)、α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、TGF-β_(1)、母亲信号蛋白同源物2(Mothers against decapentaplegic homolog 2,Smad2)以及母亲信号蛋白同源物3(Smad3)mRNA与蛋白的表达水平。结果与对照组比较,模型组嗜酸性粒细胞(eosinophil,EOS)、中性粒细胞(neutrophil,NEU)、淋巴细胞(lymphocyte,LYM)细胞数、支气管气道壁、平滑肌厚度、IL-4、TNF-α、MMP-9水平以及α-SMA、TGF-β_(1) mRNA与α-SMA、TGF-β_(1)、p-Smad2和p-Smad3蛋白水平均升高,E-cadherin mRNA与蛋白水平降低(P<0.05);与模型组比较,硬尖神香草低剂量组和高剂量组、阳性药物组的EOS、NEU、LYM细胞数、支气管气道壁、平滑肌厚度、IL-4、TNF-α、MMP-9以及E-cadherin mRNA和蛋白水平均升高,α-SMA、TGF-β_(1) mRNA、α-SMA、TGF-β_(1)、p-Smad2与p-Smad3蛋白水平均降低(P<0.05);且各指标水平变化规律是阳性药物组最明显,硬尖神香草高剂量组次之,硬尖神香草低剂量组最弱(P<0.05);HE结果显示,硬尖神香草低剂量和高剂量组、阳性药物组肺组织支气管气道损伤较模型组出现不同程度改善,硬尖神香草高剂量组和阳性药物组改善明显。结论硬尖神香草提取物能有效抑制哮喘幼鼠气道重塑,可能通过调控TGF-β_(1)/Smads通路调控相关mRNA和蛋白的表达,抑制EMT发挥作用。

白花蛇舌草醇提物对矽肺大鼠肺组织TGF-β1、Smad、MMP-2表达的影响

目的探究白花蛇舌草醇提物对矽肺大鼠肺组织转化生长因子-β1(TGF-β1)、母亲DPP同源物(Smad)、基质金属蛋白酶2(MMP-2)表达的影响。方法以气管内滴注二氧化硅混悬液的方法构建矽肺大鼠模型60只,随机分为模型组、白花蛇舌草醇提物低(1.5 g/kg)、中(3 g/kg)、高(6 g/kg)剂量组、吡非尼酮(100 mg/kg)组,每组12只,另选取12只大鼠气管内滴注等剂量生理盐水作为对照组。采用药物干预后,检测大鼠肺功能,比较其指标:每分通气量(MV)、呼气峰流值(PEF)、吸气阻力(Ri);检测各组大鼠双肺质量及其脏器系数;免疫组织化学染色检测各组大鼠肺组织淋巴细胞浸润情况,比较各组淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1)阳性细胞比例;天狼星红染色检测各组大鼠肺组织胶原沉积及纤维化变性情况,比较胶原容积分数(CVF);采用试剂盒检测大鼠血清白细胞介素-18(IL-18)、环氧化酶-2(COX-2)、TGF-β1水平;蛋白免疫印迹法检测大鼠肺组织TGF-β1、Smad、MMP-2蛋白表达情况。结果与对照组相比,模型组大鼠MV、PEF显著降低,Ri、双肺质量及其脏器系数、肺组织LFA-1阳性细胞比例、CVF、血清IL-18、COX-2及TGF-β1水平、肺组织TGF-β1、Smad及MMP-2蛋白表达水平显著升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。与模型组相比,白花蛇舌草醇提物低、中、高剂量组和吡非尼酮组大鼠MV、PEF均升高,Ri、双肺质量及其脏器系数、肺组织LFA-1阳性细胞比例、CVF、血清IL-18、COX-2及TGF-β1水平、肺组织TGF-β1、Smad及MMP-2蛋白表达水平均降低,差异均有统计学意义(P<0.05),且白花蛇舌草醇提物随剂量升高而作用增强并呈剂量依赖性(P<0.05)。白花蛇舌草醇提物高剂量组与吡非尼酮组相比,大鼠各指标水平无明显变化,差异无统计学意义(P>0.05)。结论白花蛇舌草醇提物可抑制肺组织TGF-β1、Smad、MMP-2表达,降低矽肺大鼠炎性因子水平,减轻肺组织炎症反应损伤和纤维化变性,修复肺功能。

延龄草皂苷通过抑制TGF-β/Smad3与Wnt/β-catenin信号通路改善大鼠肺纤维化

目的探讨延龄草皂苷对肺间质纤维化大鼠的治疗作用及其可能机制。方法雄性SD大鼠50只,随机分为对照组,模型组,延龄草皂苷低、中、高剂量组[25 mg/(kg·d)、50 mg/(kg·d)和100 mg/(kg·d)],每组10只。除对照组外,其余各组采用气管插管注入博来霉素法(5 mg/kg)建立大鼠肺纤维化模型;次日开始连续给药28 d。处死大鼠后,取肺组织称重并计算肺系数;进行HE和Masson染色观察小鼠肺组织形态病理学变化;ELISA法检测大鼠白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)的表达以及超氧化物歧化酶(SOD)的活性;Western blotting法检测大鼠肺组织中纤连蛋白(fibronectin)、胶原蛋白Ⅰ型(CollagenⅠ)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、转化生长因子-β(TGF-β)、SMAD同源物3(Smad3)、Wnt3a、β-连环蛋白(β-catenin)和糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)的蛋白表达水平。结果与模型组比较,延龄草皂苷低、中、高剂量组的肺系数降低,大鼠肺组织炎性细胞浸润、胶原沉积和纤维化程度改善,大鼠IL-1β、TNF-α、IL-6、MDA和ROS的表达水平降低,SOD的活性升高,发挥抗炎、抗氧化作用;肺纤维化标志蛋白fibronectin,CollagenⅠ和α-SMA表达被抑制;大鼠肺组织TGF-β1、Smad3、Wnt3a、β-catenin和GSK-3β蛋白的表达水平降低,且治疗效果呈现剂量依赖性。结论延龄草皂苷可通过抗炎、抗氧化,抑制TGF-β/Smad3与Wnt/β-catenin信号通路激活,从而对肺纤维化产生保护作用。

基于TGF-β1/Smads信号通路观察异丙托溴铵雾化液对慢性阻塞性肺疾病大鼠肺功能、气道重塑的影响

目的 研究异丙托溴铵雾化液对慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)大鼠肺功能、气道重塑的影响及其对于转化生长因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)/母体抗生物皮肤生长因子同源物2/3(mothers against decapentaplegic homolog 2/3,Smad2/3)通路信号通路的调控机制。方法 将SD大鼠按照随机数字表法分为正常组、模型组、实验组、阳性对照组,每组15只;其中模型组、实验组、阳性对照组中的大鼠以泰山茉莉香烟烟熏法复制COPD大鼠模型:将大鼠放入烟熏箱内,点燃15只泰山茉莉香烟,持续1 h,每日3次,连续90 d,正常组大鼠不进行烟熏操作,常规喂养。成功复制COPD模型后,实验组大鼠每日在自制微小动物密闭箱内以雾化器吸入用异丙托溴铵溶液1 mg/4 m L,每日1次,每次2 h,阳性对照组大鼠皮下注射TGF-β1抑制剂LY2157299(20 mg·kg-1),每日1次,正常组、模型组大鼠分别皮下注射等剂量的生理盐水。在给药28 d后,使用小微动物肺功能测定仪依次检测各组大鼠的肺功能。TUNEL染色各组大鼠肺组织中的细胞凋亡,免疫荧光检测各组大鼠肺组织中气道重塑标志蛋白α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)的表达,Western blotting检测各组大鼠肺组织中TGF-β1、p-Smad2/3的表达。结果 与正常组相比,模型组大鼠的呼吸频率、肺组织的细胞凋亡率、α-SMA的荧光强度、TGF-β1、p-Smad2/3的表达出现了明显升高,大鼠的通气量和潮气量出现了明显下降(均P<0.05);与模型组相比,实验组和阳性对照组大鼠的呼吸频率、肺组织的细胞凋亡率、α-SMA的荧光强度、TGF-β1、p-Smad2/3的表达出现了明显下降,大鼠的通气量和潮气量出现了明显升高(均P<0.05)。结论 异丙托溴铵能抑制肺组织的细胞凋亡,缓解COPD大鼠的气道重塑,改善其肺功能,这可能与抑制TGF-β1/Smads通路有关。

羊栖菜多糖对2型糖尿病大鼠肾脏保护作用及其机制

目的研究羊栖菜多糖(Sargassumfusi forme polysaccharide,SFPS)对2型糖尿病大鼠肾脏保护作用及其机制。方法将Wistar大鼠经链脲佐菌素造2型糖尿病大鼠模型,试验组给予SFPS 1.6,0.8和0.4 g.kg-1.d-1,灌胃治疗4 w。12 w后,观察肾功能、尿蛋白、肾脏病理变化。并以逆转录PCR检测肾脏转化生长因子β1(transforming growth factorβ1,TGF-β1)及母亲DPP同源物7(mothers against decapentaplegichomolog 7,Smad 7)的表达。结果 SFPS能显著改善肾脏功能。模型组大鼠肾脏TGF-β1和Smad 7 mRNA表达显著升高(P<0.01),而SFPS试验组TGF-β1和Smad 7 mRNA表达显著降低(P<0.01)。结论 SFPS对糖尿病大鼠肾组织有明显保护作用,其机制可能通过抑制肾脏TGF-β1和Smad 7 mRNA的表达。

电磁场干预对异位骨化大鼠模型的抗异位骨化效应及机制探讨

目的观察电磁场干预对异位骨化(HO)大鼠模型的抗异位骨化效应并探讨相关作用机制。方法采用随机数字表法将72只雄性SD大鼠分为对照组、模型组及观察组。采用钳夹、切断跟腱等方式将模型组、观察组大鼠制成HO动物模型,对照组术中仅暴露跟腱组织,未给予钳夹、切断处理。观察组大鼠于制模后每天给予2次50 Hz、1 mT正弦交变电磁场暴露干预,每次持续2 h。于术后3 d、14 d、1个月及3个月时每组各取6只大鼠,提取跟腱组织进行大体、组织学及免疫组化染色观察,并采用Western blot或RT-PCR方法检测标本中母亲DPP同源物7(Smad7)、母亲DPP同源物3(Smad3)、磷酸化母亲DPP同源物3(p-Smad3)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)及组织金属蛋白酶抑制剂1(TIMP-1)等蛋白或基因表达情况;于术后1个月、3个月时对各组大鼠患肢跟腱部位进行X线检查以了解异位骨化形成情况。结果术后各时间点对照组大鼠各项检测指标(包括跟腱大体外观、HE染色、免疫组化染色以及X线检查等)均无明显变化;与模型组比较,观察组异位骨化形成被明显抑制。模型组及观察组MMP-9基因表达量均显著高于对照组(P<0.05),且随时间延长呈上升趋势;TIMP-1基因表达量均显著低于对照组(P<0.05),且随时间延长呈下降趋势。与模型组比较,观察组术后各时间点MMP-9表达量均明显降低(P<0.05),TIMP-1表达量均明显升高(P<0.05)。与模型组比较,观察组术后各时间点Smad7蛋白含量均明显增加,p-Smad3蛋白含量均明显减少。结论50 Hz、1 mT正弦交变电磁场干预对HO大鼠模型具有明确的抗异位骨化效应,其作用机制可能与促进Smad7表达,阻止Smad3磷酸化,从而抑制转化生长因子-β(TGF-β)/Smad信号转导通路,促进MMP-9/TIMP-1重新恢复动态平衡有关。