关键词:
动脉粥样硬化
环糊精
转录组
脂质代谢
摘要:
目的:
通过C57BL/6J的ApoE-/-(载脂蛋白E基因敲除)小鼠高脂饮食的动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)模型,探索中药制剂辅料HP-β-CD(HP-β-Cyclodextrin,羟丙基-β-环糊精)对动脉粥样硬化进入中后期的影响;基于肝脏组织的转录组学与Western Blot实验,结合Hep G2细胞实验,从蛋白与基因水平揭示其相关作用机制,拓展与深化环糊精抗动脉粥样硬化的作用机制。
方法:
1.文献研究:基于系统检索法收集Pub Med和Web of Science近30年的相关文献,形成基础数据库;采用文献计量法进行特征挖掘,应用VOSviewer软件进行聚类分析、呈现研究热点与趋势的可视化图谱,运用内容分析法进行客观描述及准确分析。
2.动物实验造模与给药:将ApoE-/-雄性C57BL/6J小鼠分为空白对照组(Control,n=10),模型组(Model,n=11),HP-β-CD给药组(CD,n=11),经典动脉粥样硬化的高脂造模时间由12周延长至16周至中后期,同期模型组与HP-β-CD给药组尾静脉给药分别给予生理盐水与HP-β-CD溶液2mg/kg(给药频率为2次/周),连续给药16周。
***-β-CD对动脉粥样硬化中后期的影响:测量总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)以及高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)的浓度水平。对主动脉弓斑块大小进行成像、定量分析了全长主动脉斑块面积、对主动脉窦瓣膜的脂质沉积进行了测量,并观察了冠状动脉窦瓣膜的增生情况。
4.基于肝脏脂质代谢的相关机制研究:利用高脂饲料喂养16周达到AS中后期模型小鼠,分别收集空白对照组、AS模型组和CD给药组的小鼠肝脏进行转录组测序分析。从基因表达水平探究环糊精基于肝脏脂质代谢干预中后期动脉粥样硬化的相关机制研究。本研究进行了GO(Gene Ontology,基因本体)与KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,京都基因与基因组百科全书)的富集研究;通过对GO和KEGG的富集结果进行分析,筛选出与脂质代谢有关的生物学机制、分子功能以及信号传导路径后,使用RT-qPCR法和Western Blot检测相关差异基因和蛋白表达水平。使用氧化型低密度脂蛋白(ox LDL)对Hep G2人源肝癌细胞造成氧化应激作用,形成胆固醇代谢模型,以研究HP-β-CD对细胞层面脂类代谢异常的影响机制。
结果:
1.本研究共收集54篇文献,形成基础数据库。学术研究分布气泡图表明,该研究主要集中于美国。聚类分析结果显示,该领域研究较多的疾病是C型尼曼匹克症(Niemann-Pick Type C,NPC),动脉粥样硬化、肥胖等。热点环糊精类型依次为HP-β-CD,a-CD、β-CD等。文献计量与内容分析显示,研究所覆盖脂类代谢疾病15种,其中NPC、糖尿病和肥胖症已在临床试验中得到研究。血脂异常和强直性脊柱炎在动物实验中的报道相对较多。细胞实验研究从多个角度揭示了干预脂质代谢疾病的分子机制。环糊精发挥药理作用的分子机制探索主要围绕脂质代谢展开。
2.对动脉粥样硬化中后期模型ApoE-/-小鼠尾静脉注射HP-β-CD,使TC、TG和HDL-C的水平表现出不同程度的降低效果。;对主动脉弓以及全长主动脉的斑块面积极显著减少(P<0.0001);能够有效改善冠状动脉窦瓣膜上的脂质蓄积情况(P<0.05)。
3.基于肝脏脂质代谢的相关机制研究发现,AS模型组与空白对照组相比,差异m RNA有El、Lpl、Pltp、Cxcl1等。HP-β-CD给药组与AS模型组相比,差异m RNA有Cyp26a1、Angptl4等。RTq-PCR验证脂类代谢相关差异基因结果显示,相较于空白对照组,AS中后期模型组的形成显著提升了Pltp、Lpl、Soat1的基因表达(P<0.001,P<0.0001),极显著地降低了EL的基因表达(P<0.0001)。相较于AS模型组,HP-β-CD给药组使EL的基因表达有所上升(P<0.05),对Angptl4、Soat1的基因表达上升较为显著(P<0.01,P<0.001)。此外,相较于空白对照组,AS模型组显著地降低了Pparγ的m RNA表达水平(P<0.001),对PPARγ的蛋白表达也有所下调(P<0.05)。在Hep G2胆固醇代谢模型中发现,相较于胆固醇代谢模型组(Model),HP-β-CD对Pcsk9的m RNA表达水平的存在提高的影响,且随浓度的增强显著性增强(P<0.05,P<0.01)。
结论:
1.环糊精在脂质代谢疾病中的作用和机制有待进一步挖掘,其作为药物辅料的潜在降脂作用研究较少,其用作口服或注射制剂辅料时