虾青素缓解新生大鼠坏死性小肠结肠炎发展的机制

摘要

目的：探讨虾青素上调FGF21/PGC-1α通路改善新生大鼠坏死性小肠结肠炎（NEC）模型肠道黏膜线粒体功能和坏死性凋亡的机制。方法：妊娠第14天对大鼠进行剖宫产手术，取出早产SD大鼠，雌雄不限。早产大鼠分为3组：对照组、NEC模型组和虾青素组。通过qPCR检测各组大鼠FGF21/PGC-1α表达。通过HE染色分析大鼠小肠组织病理学。ELISA检测大鼠血清中白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量及大鼠肠道组织中丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽（GSH）含量。通过TUNEL试剂盒检测细胞凋亡率。采用Western blot法检测炎症及凋亡相关蛋白半胱天冬酶-3(Caspase 3)、TNF-α、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、核因子-κB(NF-κB)、B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X(BAX)、Toll样受体4(TLR4)的表达。采用荧光素酶法和qPCR技术检测肠道组织三磷酸腺苷（ATP）和线粒体DNA(mtDNA)水平。通过JC-1双色荧光染色法检测线粒体膜电位（MMP）。通过qPCR检测线粒体相关基因核呼吸因子1(NRF1)和线粒体转录因子A(TFAM)的表达。通过吸光度变化分析NEC线粒体复合酶活性。结果：NEC模型组FGF21和PGC-1α mRNA表达较对照组降低（P<0.05），虾青素组较NEC模型组升高（P<0.05）。NEC模型组FGF21和PGC-1α蛋白表达较对照组降低，虾青素组较NEC模型组升高（P<0.05）。NEC模型组HE评分较对照组升高（P<0.05），虾青素组较NEC模型组降低（P<0.05），虾青素减轻NEC病理改变。NEC模型组IL-6、IL-1β和TNF-α水平较对照组升高，虾青素组较NEC模型组降低（P<0.05）。NEC模型组SOD和GSH水平较对照组降低，虾青素组较NEC模型组升高（P<0.05）;NEC模型组MDA水平较对照组升高，虾青素组较NEC模型组降低（P<0.05），虾青素抑制NEC氧化应激升高。NEC模型组肠道组织细胞凋亡率较对照组升高，虾青素组细胞凋亡率较NEC模型组降低（P<0.05）。NEC模型组肠道组织Caspase 3表达较对照组升高，虾青素组较NEC模型组降低（P<0.05）。NEC模型组TNF-α、iNOS、NF-κB、BAX、TLR4表达高于对照组，虾青素组低于NEC模型（P<0.05）;NEC模型组Bcl-2表达较对照组降低，虾青素组较NEC模型组升高（P<0.05）。NEC模型组ATP、mtDNA、MMP、NRF1和TFAM mRNA表达较对照组降低（P<0.05），虾青素组较NEC模型组升高（P<0.05）。NEC模型组复合物Ⅰ、复合物Ⅲ和复合物Ⅳ活性较对照组降低，虾青素组较NEC模型组升高（P<0.05）。结论：虾青素通过上调FGF21和PGC-1α通路，改善NEC模型肠道黏膜细胞线粒体功能，并减少细胞的坏死性凋亡。

关键词

虾青素 / FGF21/PGC-1α / 坏死性小肠结肠炎 / 线粒体功能 / 核呼吸因子1 / 线粒体转录因子A / 大鼠