壳寡糖通过NF-κB通路缓解奶牛外周血单个核细胞氧化应激的机理研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:k55551309787
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泌乳期奶牛的高强度代谢以及泌乳前期处于能量负平衡状态引起的脂肪动员加强,均会导致体内自由基蓄积过多,发生氧化应激,进而引起产奶量和乳品质下降。壳寡糖(COS)作为天然抗氧化剂,在动物的抗氧化和抗炎症方面具有促进作用。奶牛外周血单个核细胞(PBMC)是一类重要的免疫效应细胞,其抗氧化能力与奶牛的抗氧化和免疫能力密切相关。因此,深入研究COS缓解PBMC氧化应激的机理,为通过营养调控缓解氧化应激,提高奶牛生产性能提供理论基础。本论文主要研究了COS通过NF-κB-IL-NO途径缓解PBMC氧化应激的作用机理。论文共分3个部分。试验一以LPS为刺激源,利用白细胞介素1受体拮抗剂(IL-1Ra)抑制白细胞介素1β(IL-1β)的活性,以细胞活力、抗氧化酶活和炎症因子浓度为判断指标,探讨IL-1Ra对LPS损伤的PBMC的缓解作用。采用单因子完全随机试验设计,将PBMC随机分为7个处理组,每个处理组6个重复,第一组为对照(CON)组,不添加LPS和IL-1Ra培养30h;第二组是LPS损伤组,利用不含LPS和IL-1Ra工作液的培养基培养6h后,添加10 ug/m L LPS工作液继续培养24h;第三组-第七组是利用不同剂量的IL-1Ra保护组(0.25、0.5、1、5、10 ng/m L)处理6h后,添加LPS工作液继续培养24h,依次为LRa0.25、LRa0.5、LRa1、LRa5和LRa10组。结果表明,与CON组相比,LPS组的细胞活力、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、硫氧还蛋白还原酶(Trx R)、总超氧化歧化酶(T-SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性及总抗氧化能力(T-AOC)显著降低,丙二醛(MDA)、IL-1β、白细胞介素6(IL-6)含量、一氧化氮(NO)浓度和诱导型一氧化氮合酶(i NOS)活性显著升高;与LPS组相比,LRa1组显著逆转了LPS引起的上述抗氧化活性的降低和炎症因子浓度的升高,其他LRa组对上述指标的逆转效果不同程度地低于LRa1组,说明LPS通过产生大量的IL-1β诱导PBMC发生氧化损伤,IL-1Ra对LPS引起的氧化损伤的缓解作用呈剂量依赖性,以1ng/m L的添加剂量减缓效果最好。试验二以LPS为刺激源,利用IL-1Ra抑制IL-1β的活性,从IL-NO途径探讨了COS保护PBMC免受氧化应激损伤的作用机理。采用单因素完全随机试验设计,将PBMC随机分为8个处理,分别为CON组、LPS损伤组、COS组、IL-1ra组、LPS+IL-1ra组、COS+IL-1ra组、LPS+COS组和LPS+COS+IL-1ra组,每个处理组6个重复。结果表明,与CON组相比,LPS诱导的氧化损伤显著降低了GPx、T-SOD、CAT和Trx R的活性和T-AOC,下调了GPx、Trx R的基因和蛋白表达;增加了MDA、NO和活性氧(ROS)含量及NF-κBp65的基因和蛋白表达量,增强了其下游炎症因子IL-1β、IL-6和肿瘤坏死因子(TNF-α)的浓度及其基因表达,并上调了i NOS和IL-1β的蛋白表达量;这些结果说明LPS诱导了PBMC发生氧化损伤,促进了NF-κB通路的激活与炎症因子IL-1β的释放,上调了i NOS活性同时促进NO的大量生产;与LPS组相比,LPS+IL-1ra组和LPS+COS组均可逆转上述指标的变化,说明LPS通过刺激IL-1β的过量释放诱导细胞的氧化应激,COS通过抑制IL-1β的活性减缓了LPS诱导的细胞氧化应激损伤。试验三采用单因子完全随机试验设计,以LPS为刺激源,利用吡咯烷二硫基甲酸盐(PDTC)抑制NF-κB活性,从NF-κB-IL-NO途径探讨了COS缓解PBMC氧化应激损伤的机理。试验随机分为8个处理组,分别为CON组、COS组、LPS组、PDTC组、COS+PDTC组、COS+LPS组、LPS+PDTC组、COS+LPS+PDTC组,每个处理组6个重复。结果表明,与CON组相比,LPS组显著降低了抗氧化酶GPx、T-SOD、CAT和Trx R的活性和T-AOC,下调了GPx、Trx R的基因和蛋白表达;增加了MDA、ROS和NO含量,i NOS活性、炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α的浓度及其基因表达量显著升高,并上调了NF-κBp65的基因和蛋白表达量;这些结果说明LPS诱导的PBMC氧化损伤,引起NF-κB通路的激活和炎症因子IL-1β的释放、i NOS活性和NO含量的增加;与LPS组相比,LPS+PDTC组和LPS+COS组的细胞中上述抗氧化酶活性及其基因表达量显著升高,而上述炎症因子的活性及其基因和蛋白表达量与NF-κBp65的基因和蛋白表达量显著降低,提示LPS通过激活NF-κB信号通路促进IL-1β的释放,引起细胞氧化应激,COS通过抑制NF-κB信号通路的活性,降低了IL-1β的释放进而降低了NO的浓度,从而缓解细胞的氧化损伤。综上所述,本论文从NF-κB-IL-NO途径诠释了COS缓解细胞氧化应激的机制,即COS通过抑制NF-κB信号通路活性降低了IL-1β活性,下调了i NOS的基因和蛋白表达,从而减少了NO过量生成,缓解了由LPS诱导引起的氧化应激。
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