心血管疾病是非传染性疾病中首要威胁人类健康的疾病,对个人和社会造成的负担日益加重,有效防治心血管疾病是一个亟待解决的问题。心肌纤维化是各种心血管疾病发展至后期的共同病理特征,其主要特征是心肌成纤维细胞(CFs)的分化和细胞外基质(ECM)聚积。研究表明,转化生长因子β1(TGF-β1)在纤维化和心肌重构中起着至关重要的作用。TGF-β1介导ECM的产生过程,可诱导CFs分化并促进胶原蛋白合成。因此有效抑制心肌纤维化可延缓心血管疾病后续的发生发展,有利于心血管患者的预后改善,为治疗心血管疾病提供新方法。
研究发现,枸杞多糖是枸杞提取物中最主要的功能成分,枸杞多糖具有降血糖、降血压、抗氧化、抗衰老、提高免疫力等生物学功能。然而,枸杞多糖对心肌纤维化影响的研究鲜有报道,宁夏大学生命科学学院的马治华、牛丕莲、白明生*等利用TGF-β1体外刺激小鼠CFs,建立心肌纤维化细胞模型,探究宁夏枸杞多糖对心肌纤维化的干预作用,为枸杞多糖在心血管类疾病的临床治疗中提供新的理论依据。
1、小鼠CFs鉴定结果
如图1所示,分离所得细胞的免疫组化染色为棕黄色,结果为阳性,符合CFs特征,表明分离所得细胞为小鼠CFs,可用于后续实验。
2、枸杞多糖对TGF-β1诱导CFs形态的影响
如图2所示,TGF-β1诱导后,CFs由梭形、不规则多边形变得细长、狭长,枸杞多糖干预后,细胞形态有所恢复,表明枸杞多糖可使TGF-β1诱导的CFs形态变化有所改变。
3、枸杞多糖对TGF-β1诱导的CFs中α-SMA表达的影响
如图3所示,与对照组比较,TGF-β1诱导后,细胞中α-SMA绿色荧光表达明显增强,而枸杞多糖组相较于模型组,α-SMA绿色荧光表达明显减弱。Western blot检测结果与免疫荧光检测结果一致。
如图4所示,与对照组比较,TGF-β1诱导后,细胞中α-SMA表达水平高度显著上调(P<0.001),枸杞多糖干预后,α-SMA蛋白表达水平较模型组高度显著下调(P<0.001)。结果表明在蛋白水平,枸杞多糖对TGF-β1诱导的α-SMA表达有抑制作用。
4、枸杞多糖对TGF-β1诱导的CFs中Col I、Col III蛋白表达的影响
如图5显示,与对照组相比,TGF-β1诱导后,细胞培养液上清中Col I、Col III蛋白质量浓度高度显著增加(P<0.001),枸杞多糖干预后,Col I、Col III蛋白质量浓度均较模型组高度显著减少(P<0.001),表明枸杞多糖可抑制TGF-β1诱导的Col I和Col III蛋白表达增加。
5、枸杞多糖对TGF-β1/Smads信号通路相关蛋白表达及磷酸化的影响
如图6所示,与对照组比较,模型组中Smad2、p-Smad2、Smad3、p-Smad3、Smad4蛋白相对表达量均高度显著上调(P<0.001),枸杞多糖组相较模型组,相关蛋白表达均呈高度显著下调(P<0.001)。上述结果表明,TGF-β1成功激活TGF-β1/Smads信号通路,枸杞多糖可通过抑制TGF-β1/Smads信号通路的激活进而改善心肌纤维化。
6、枸杞多糖对纤维化调节转录因子Snail 1、Snail 2、Twist和S100A4 mRNA表达的影响
如图7所示,与对照组比较,模型组中Snail 1/2、Twist和S100A4的mRNA相对表达量高度显著增高(P<0.001);与模型组比较,枸杞多糖组的Snail 1/2、Twist和S100A4的mRNA相对表达量高度显著下降(P<0.001)。表明枸杞多糖可改善心肌纤维化,与下调纤维化转录调节因子Snail 1/2、Twist和S100A4表达有关。
结论
综上所述,宁夏枸杞多糖可有效抑制TGF-β1刺激的CFs活化,降低纤维化转录因子Snail、Twist、S100A4的mRNA表达,从而促使心肌纤维化Smad2、p-Smad2、Smad3、p-Smad3和Smad4蛋白表达下调。本实验结果表明枸杞多糖可通过抑制TGF-β1/Smads信号通路的激活,发挥改善心肌纤维化的作用。
本文《枸杞多糖抑制TGF-β1诱导的心肌成纤维细胞活化作用机制》来源于《食品科学》2022年43卷19期144-150页,作者:马治华,牛丕莲,许惺博,张自萍,周学章,白明生。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210927-323。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
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新刊启动| Food Science of Animal Products《动物源食品科学》(英文),欢迎投稿
Food Science of Animal Products(ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780)是一本国际同行评议、开放获取的期刊,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办,中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营,属于食品科学与技术学科,旨在报道动物源食品领域最新研究成果,涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料,研究内容包括食物原料品质、加工特性,营养成分、活性物质与人类健康的关系,产品风味及感官特性,加工或烹饪中有害物质的控制,产品保鲜、贮藏与包装,微生物及发酵,非法药物残留及食品安全检测,真实性鉴别,细胞培育肉,法规标准等。
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