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阿尔泰金莲花总黄酮通过miR-23b-3p抑制RSV感染支气管上皮细胞凋亡和炎症反应的分子机制研究

2022-09-27尚耀民邢宝春胡旭周晓蕾梁瑞霞张一

中医药信息 2022年9期
关键词:阿尔泰金莲花黄酮

尚耀民,邢宝春✉,胡旭,周晓蕾,梁瑞霞,张一

(1.河南省胸科医院,河南 郑州 450000;2.河南中医药大学第一附属医院,河南 郑州 450000)

呼吸道合胞病毒(RSV)是引起下呼吸道感染的主要病原体,可引起病毒性肺炎,其中支气管上皮细胞是RSV感染的主要场所。RSV感染呼吸道上皮细胞后诱导细胞产生大量细胞因子,引起上皮细胞损伤,诱导气道上皮屏障功能出现障碍,从而导致支气管炎、肺炎、哮喘等呼吸道疾病的发生[1-4]。目前针对RSV感染尚无安全有效的特异性防治措施及特效药物,而研究表明中医药对呼吸道病毒的抑制作用明显,可减轻炎症反应,改善肺功能[5-6]。阿尔泰金莲花是毛茛科金莲花属多年生草本植物,金莲花与其是同属植物,其所含的黄酮类成分有抗氧化、抗炎、抗病毒的活性[7-8]。研究发现,阿尔泰金莲花总黄酮提取物可能通过抑制炎症反应、抗氧化损伤对大气细颗粒物(PM2.5)诱导的BEAS-2B 细胞急性损伤具有一定的保护作用[9]。阿尔泰金莲花总黄酮对PM2.5 致大鼠肺纤维化也有一定的防治作用[10]。但阿尔泰金莲花总黄酮对RSV 感染支气管上皮细胞分子机制尚不清楚。研究发现,重症肺炎患儿中miR-23b-3p 低表达[11],miR-23b-3p 靶向PALM3 抑制肺炎链球菌诱导的A549 细胞损伤[12],说明miR-23b-3p 与肺部炎症反应有关。本实验旨在研究阿尔泰金莲花总黄酮对RSV 感染支气管上皮细胞凋亡和炎症反应的影响及是否与miR-23b-3p 有关,现将研究结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料

人支气管上皮细胞16-HBE、呼吸道合胞病毒(RSV)(深圳市豪地华拓生物科技有限公司);DMEM培养基(江苏齐氏生物科技有限公司,批号:CB3955688);CCK-8 试剂盒(批号:CA1210)、凋亡检测试剂盒(批号:G1120)(北京索莱宝科技有限公司);蛋白裂解液(上海贝博生物科技有限公司,批号:BB-3201);TNF-α ELISA 试剂盒(批号:E-EL-H0109c)、IL-6 ELISA 试剂盒(批号:E-EL-H6156)、IL-1α ELISA 试剂盒(批号:E-EL-H0088c)(武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司);荧光定量PCR试剂盒[天根生化科技(北京)有限公司,批号:FP402-02]。

1.2 阿尔泰金莲花总黄酮的制备

阿尔泰金莲花药材购自新疆药材市场。取适量干燥阿尔泰金莲花药材,加30倍体积70%乙醇,加热、回流2 次,1.5 h/次,收集2 次滤液,蒸干后用培养基定容,配置成实验所需浓度备用。

1.3 细胞处理与分组

16-HBE 细胞用DMEM 培养基常规培养,用呼吸道合胞病毒(RSV)感染16-HBE细胞作为RSV组,正常培养的细胞作为NC 组;分别用8.0、16.0、32.0 µg/mL的阿尔泰金莲花总黄酮处理RSV 感染的16-HBE 细胞,记为RSV+低、中、高剂量组;将miR-23b-3p 模拟物及阴性对照转染至RSV 感染的16-HBE 细胞,记为RSV+miR-23b-3p 组、RSV+miR-NC 组;将miR-23b-3p 抑制剂及阴性对照转染至RSV 感染的16-HBE 细胞后用32.0 µg/mL 的阿尔泰金莲花总黄酮处理,记为anti-miR-23b-3p+RSV+高剂量组、anti-miR-NC+RSV+高剂量组。

1.4 CCK-8检测细胞活性

各组培养48 h 细胞,加10 µL CCK-8 试剂,孵育2 h,酶标仪检测各组细胞450 nm吸光度值(A)。

1.5 流式细胞术检测细胞凋亡

各组细胞培养48 h,预冷PBS漂洗,与500µL的结合缓冲液混匀;先加10µL Annexin V-FITC,再加5µL PI,避光孵育10 min;流式细胞仪检测细胞凋亡率。

1.6 Western blot法检测蛋白表达

提取细胞总蛋白,定量后进行SDS-PAGE,转移至PVDF,封闭后加CyclinD1、Cleaved Caspase-3、Bax一抗,4 ℃孵育过夜,加二抗室温孵育2 h,曝光显影,定影,测定蛋白条带的灰度值。

1.7 ELISA法检测TNF-α、IL-6、IL-1α水平

各组细胞培养48 h后取上清测定TNF-α、IL-6、IL-1α水平,具体按照试剂盒操作进行检测。

1.8 RT-qPCR法检测miR-23b-3p表达水平

提取细胞总RNA,反转录成cDNA,进行PCR 扩增,每个样品重复3次,相对表达量采用2-△△Ct法计算。miR-23b-3p 上游引物:5'-CAGGCAAGATGCTGTT GCA-3',下游引物:5'-GCGAGCACAGAATTAATACGA CTC-3'。

1.9 统计学分析

采用SPSS 20.0 软件进行统计学分析,计量资料用±s表示,两组比较行t检验,多组间比较采用单因素方差分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组细胞活性和凋亡情况比较

RSV 组细胞活性较NC 组降低,凋亡率较NC 组升高(P<0.01);RSV+低、中、高剂量组细胞活性较RSV组升高,凋亡率较RSV组降低(P<0.01)。见图1,表1。

表1 各组细胞活性和凋亡情况的比较(±s)

表1 各组细胞活性和凋亡情况的比较(±s)

注:与NC组比较,*P <0.01;与RSV组比较,#P <0.01。

凋亡率(%)8.04±0.61 23.94±2.06**17.93±1.51##11.86±1.02##8.94±0.73##组别NC组RSV组RSV+低剂量组RSV+中剂量组RSV+高剂量组n 9 9 9 9 9 A值1.083±0.09 0.536±0.05**0.691±0.06##0.836±0.08##1.061±0.10##

2.2 各组细胞相关蛋白表达情况比较

RSV 组CyclinD1 表达水平较NC 组降低,Cleaved Caspase-3、Bax 表达水平较NC 组升高(P<0.01);RSV+低、中、高剂量组CyclinD1 表达水平较RSV 组升高,Cleaved Caspase-3、Bax 表达水平较RSV 组降低(P<0.01)。见图2,表2。

表2 各组细胞相关蛋白表达的比较(±s)

表2 各组细胞相关蛋白表达的比较(±s)

注:与NC组比较,**P <0.01;与RSV组比较,##P <0.01。

组别CyclinD1 Bax NC组RSV组RSV+低剂量组RSV+中剂量组RSV+高剂量组n 9 9 9 9 9 0.32±0.03 0.72±0.07**0.61±0.05##0.45±0.04##0.40±0.04##0.83±0.08 0.39±0.03**0.51±0.05##0.68±0.06##0.80±0.08##Cleaved Caspase-3 0.44±0.04 0.93±0.09**0.81±0.07##0.65±0.06##0.48±0.04##

2.3 各组细胞炎症因子表达情况比较

RSV 组TNF-α、IL-6、IL-1α 水平较NC 组升高(P<0.01);RSV+低、中、高剂量组TNF-α、IL-6、IL-1α水平较RSV组降低(P<0.01)。见表3。

表3 各组细胞炎症因子表达的比较(±s)

表3 各组细胞炎症因子表达的比较(±s)

注:与NC组比较,**P <0.01;与RSV组比较,##P <0.01。

IL-1α(pg/mL)136.94±11.65 248.73±21.04**209.56±16.15##159.75±12.64##124.31±9.68##组别NC组RSV组RSV+低剂量组RSV+中剂量组RSV+高剂量组n 9 9 9 9 9 TNF-α(pg/mL)51.96±4.62 217.93±18.56**176.94±15.33##129.73±11.03##89.67±7.56##IL-6(pg/mL)89.03±8.14 193.66±17.54**154.71±14.03##119.63±10.16##93.24±8.75##

2.4 各组细胞miR-23b-3p表达情况比较

RSV 组miR-23b-3p 表达水平较NC 组降低(P<0.01);RSV+低、中、高剂量组miR-23b-3p 表达水平较RSV组升高(P<0.01)。见表4。

表4 各组细胞miR-23b-3p表达情况比较(±s)

表4 各组细胞miR-23b-3p表达情况比较(±s)

注:与NC组比较,**P <0.01;与RSV组比较,##P <0.01。

miR-23b-3p 1.00±0.11 0.41±0.04**0.57±0.05##0.72±0.07##0.92±0.09##组别NC组RSV组RSV+低剂量组RSV+中剂量组RSV+高剂量组n 9 9 9 9 9

2.5 miR-23b-3p 对RSV 感染的支气管上皮细胞16-HBE活性,凋亡,蛋白表达和炎症因子水平的影响

RSV+miR-23b-3p 组miR-23b-3p 表达水平、细胞活性和CyclinD1 表达水平较RSV+miR-NC组高,凋亡率、Cleaved Caspase-3、Bax 表达水平、TNF-α、IL-6、IL-1α 水平较RSV+miR-NC 组低(P<0.05)。见图3,表5和表6。

表5 miR-23b-3p对RSV感染的支气管上皮细胞(16-HBE)活性、凋亡影响(±s)

表5 miR-23b-3p对RSV感染的支气管上皮细胞(16-HBE)活性、凋亡影响(±s)

注:与RSV+miR-NC组比较,**P <0.01。

组别RSV+miR-NC组RSV+miR-23b-3p组Bax 0.73±0.07 0.35±0.03**n 9 9 miR-23b-3p 1.00±0.10 2.69±0.24**A值0.54±0.05 1.03±0.09**凋亡率(%)23.89±2.11 9.21±0.85**CyclinD1 0.41±0.04 0.79±0.07**Cleaved Caspase-3 0.94±0.09 0.48±0.03**

表6 miR-23b-3p对RSV感染的支气管上皮细胞(16-HBE)炎症因子水平的影响(±s)

表6 miR-23b-3p对RSV感染的支气管上皮细胞(16-HBE)炎症因子水平的影响(±s)

注:与RSV+miR-NC组比较,**P <0.01。

组别RSV+miR-NC组RSV+miR-23b-3p组IL-1α(pg/mL)247.91±22.53 119.14±9.68**n 9 9 TNF-α(pg/mL)218.16±17.59 73.94±6.85**IL-6(pg/mL)194.08±16.91 72.11±7.04**

2.6 anti-miR-23b-3p 对阿尔泰金莲花总黄酮作用的RSV 感染的支气管上皮细胞16-HBE 活性、凋亡和炎症因子水平的影响

anti-miR-23b-3p+RSV+高剂量组miR-23b-3p 表达水平、细胞活性和CyclinD1 表达水平较anti-miR-NC+RSV+高剂量组降低(P<0.01),凋亡率、Cleaved Caspase-3、Bax 表达水平、TNF-α、IL-6、IL-1α 水平较anti-miR-NC+RSV+高剂量组升高(P<0.01)。见图4,表7和表8。

表7 anti-miR-23b-3p对阿尔泰金莲花总黄酮作用的RSV感染的支气管上皮细胞(16-HBE)活性、凋亡影响(±s)

表7 anti-miR-23b-3p对阿尔泰金莲花总黄酮作用的RSV感染的支气管上皮细胞(16-HBE)活性、凋亡影响(±s)

注:与anti-miR-NC+RSV+高剂量组比较,**P <0.01。

组别anti-miR-NC+RSV+高剂量组anti-miR-23b-3p+RSV+高剂量组Bax 0.39±0.04 0.76±0.07**n 9 9 miR-23b-3p 1.00±0.11 0.45±0.04**A值1.06±0.09 0.53±0.05**凋亡率(%)8.91±0.81 22.04±1.96**CyclinD1 0.81±0.08 0.41±0.04**Cleaved Caspase-3 0.47±0.04 0.89±0.08**

表8 anti-miR-23b-3p对阿尔泰金莲花总黄酮作用的RSV感染的支气管上皮细胞(16-HBE)炎症因子水平的影响(±s)

表8 anti-miR-23b-3p对阿尔泰金莲花总黄酮作用的RSV感染的支气管上皮细胞(16-HBE)炎症因子水平的影响(±s)

注:与anti-miR-NC+RSV+高剂量组比较,**P <0.01。

组别anti-miR-NC+RSV+高剂量组anti-miR-23b-3p+RSV+高剂量组IL-1α(pg/mL)125.03±10.06 233.19±20.01**n 9 9 TNF-α(pg/mL)89.57±8.46 177.36±14.02**IL-6(pg/mL)93.31±8.97 206.03±16.34**

3 讨论

呼吸系统疾病是严重威胁人类生命的常见病、多发病,支气管上皮细胞是机体对外保护的第一道屏障,可以对抗潜在病原体和外来颗粒性引起的损伤,是气道的物理保护壁,支气管上皮细胞损伤可诱导气道炎症,而炎症又可引起气道上皮反复损伤,进而造成呼吸系统疾病的发生[13-15]。中药及其活性成分在一系列肺相关疾病中可抑制感染、炎症[16-17]。研究发现阿尔泰金莲花浸膏粉对PM2.5 致大鼠急性肺损伤有保护作用[18]。金莲花总黄酮提取物对LPS致大鼠急性肺损伤具有保护作用,其机制可能与其抗氧化作用和减少炎症因子的释放有关[19]。本实验结果显示,不同剂量阿尔泰金莲花总黄酮处理后,能增加细胞活性和CyclinD1 表达水平,降低凋亡率、Cleaved Caspase-3、Bax 表达水平,表明阿尔泰金莲花总黄酮可抑制RSV感染的16-HBE 细胞凋亡,促进细胞存活。TNF-α、IL-6、IL-1α 是促炎细胞因子,其水平升高可促进炎症反应的发生[20-21]。经阿尔泰金莲花总黄酮处理,可降低16-HBE 细胞TNF-α、IL-6、IL-1α 水平,表明阿尔泰金莲花总黄酮可抑制RSV 感染的16-HBE 细胞炎症反应。提示,阿尔泰金莲花总黄酮对RSV 感染的16-HBE细胞损伤具有一定的保护作用。

研究表明miRNA 可参与调控RSV 引起的支气管上皮细胞炎症反应[22]。研究发现皮肌炎患者血清中miR-23b-3p 下调表达,参与皮肌炎的发病过程[23]。过表达miR-23b-3p 可降低类固醇引起的股骨头坏死大鼠促炎细胞因子水平[24]。表明miR-23b-3p 参与炎症反应的发生和发展。本实验结果显示,RSV 感染的16-HBE 细胞中miR-23b-3p 表达水平降低;过表达miR-23b-3p 可升高16-HBE 细胞活性、CyclinD1 表达水平,降低凋亡率、Cleaved Caspase-3、Bax 表达水平、TNF-α、IL-6、IL-1α 水平,表明过表达miR-23b-3p 抑制RSV 感染的16-HBE 细胞损伤。本实验还发现,阿尔泰金莲花总黄酮可增加miR-23b-3p 水平,而抑制miR-23b-3p 表达可逆转阿尔泰金莲花总黄酮对RSV 感染的16-HBE 细胞活性,凋亡和炎症因子水平的影响。

综上所述,阿尔泰金莲花总黄酮可能通过上调miR-23b-3p 表达抑制RSV 感染的支气管上皮细胞凋亡和炎症反应。

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