蒙古黄芪皂苷对铅暴露致发育期大鼠神经炎症与肠道菌群紊乱的影响.pdf
《蒙古黄芪皂苷对铅暴露致发育期大鼠神经炎症与肠道菌群紊乱的影响.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《蒙古黄芪皂苷对铅暴露致发育期大鼠神经炎症与肠道菌群紊乱的影响.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、天津医药 2023 年 9 月第 51 卷第 9 期蒙古黄芪皂苷对铅暴露致发育期大鼠神经炎症与肠道菌群紊乱的影响胡明月,李鑫,高磊,关明杰摘要:目的探讨蒙古黄芪皂苷对铅暴露致发育期SD大鼠神经炎症及肠道菌群紊乱的干预效果。方法40只4周龄SD大鼠随机分为对照(CG)组,铅染毒(LE)组,皂苷低、中、高剂量干预(SL、SM、SH)组,相应干预4周后,氢化物原子荧光光谱法检测大鼠血铅水平,酶联免疫吸附试验检测大鼠海马中肿瘤坏死因子(TNF)-、白细胞介素(IL)-6、IL-1水平,16S rDNA高通量测序检测盲肠内容物中肠道菌群的组成。结果与CG组比较,其余各组血铅水平均升高,LE组海马中TNF
2、-、IL-6和IL-1水平升高,肠道菌群、多样性显著改变,Shannon指数和Simpson指数降低,罗姆布茨菌属、布劳特氏菌属、毛罗菌科_UCG-001菌属相对丰度减少,而瘤胃球菌属、普雷沃菌科_UCG-001菌属相对丰度增加(P0.05)。与LE组比较,SL、SM组血铅水平降低(P0.05),SL组海马IL-6水平、SM组IL-1及SM、SH组海马TNF-、IL-6水平降低(P0.05),SL、SM组多样性及SM组多样性显著改善,SM组Simpson指数升高(P0.05),SH组、SM组瘤胃球菌属、普雷沃菌科_UCG-001菌属相对丰度减少(P0.05),SM组罗姆布茨菌属、毛罗菌科_UC
3、G-001菌属、布劳特氏菌属及SL组布劳特氏菌属相对丰度均增加(P0.05)。SM组比SH组增加罗姆布茨菌丰度作用更明显(P0.05)。结论蒙古黄芪皂苷可有效抑制铅致发育期大鼠海马中的神经炎症反应和肠道菌群的紊乱,且中剂量干预效果明显。关键词:铅中毒,神经系统,儿童;胃肠道微生物组;黄芪皂苷;蒙古黄芪;炎性因子中图分类号:R598.11文献标志码:ADOI:10.11958/20221821Effects of Mongolian astragalus saponin on neuroinflammation and intestinal microfloradisorder induced
4、by lead exposure in developing ratsHU Mingyue,LI Xin,GAO Lei,GUAN MingjieSchool of Public Health,Baotou Medical College,Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou 014060,ChinaCorresponding AuthorE-mail:Abstract:ObjectiveTo investigate the effect of Mongolian astragalus saponin on neu
5、roinflammation and intestinalmicrobiota disorder caused by lead exposure in developing SD rats.MethodsForty 4-week-old Sprague Dawley rats wererandomly divided into the control group(CG),the lead exposure group(LE)and the saponin intervention groups high-dose(SH),medium-dose(SM)and low-dose(SL).Afte
6、r 4 weeks of corresponding intervention,blood lead content of rats wasdetected by hydride generation atomic fluorescence spectrometry.Levels of tumor necrosis factor-(TNF-),interleukin-6(IL-6)and interleukin-1(IL-1)in hippocampal tissue were detected by enzyme linked immunosorbent assay.Changes ofin
7、testinal microbiota composition in cecal contents were detected by 16S rDNA sequencing.ResultsCompared with theCG group,blood lead levels were increased in other groups(P0.05),levels of TNF-,IL-6 and IL-1 in hippocampuswere increased in the LE group,and the and diversity of intestinal flora were sig
8、nificantly changed in the LE group.ShannonindexandSimpsonindexweredecreased,andrelativeabundanceofRomboutsia,BlautiaandLachnospiraceae_UCG-001 was decreased.The relative abundance of Ruminococcus and Prevotellaceae_UCG-001 wasincreased(P0.05).Compared with the LE group,blood lead levels were decreas
9、ed in the SL group and the SM group(P0.05).Hippocampal IL-6 level in the SL group,the level of IL-1 in the SM group,levels of TNF-and IL-6 in the SMgroup and the SH group were decreased(P0.05).diversity in the SL group and the SM group,and diversity in the SMgroup were significantly improved,and Sim
10、pson index was increased in the SM group(P0.05).The relative abundance ofRuminococcus and Prevotellaceae_UCG-001 decreased in the SM group and the SH group(P0.05).The relativeabundance of Romboutsia,Lachnospiraceae_UCG-001 and Blautia were significantly increased in the SM group and the SLgroup(P0.0
11、5).The abundance of Romboutsia increased more significantly in the SM group than that in the SH group(P0.05).ConclusionMongolian astragalus saponins can effectively inhibit neuroinflammatory response and intestinal flora基金项目:国家自然科学基金资助项目(81660546);内蒙古自然科学基金资助项目(Z19SQ2-2019MS08204)作者单位:内蒙古科技大学包头医学院公共
12、卫生学院(邮编014060)作者简介:胡明月(1996),女,硕士在读,主要从事儿童、少年卫生方面研究。E-mail:通信作者E-mail:实验研究955Tianjin Med J,September 2023,Vol.51 No.9铅是一种可以通过呼吸道、胃肠道和皮肤接触等途径进入人体并蓄积产生毒性的重金属元素1。儿童是对铅暴露最敏感和最脆弱的群体,即使低剂量铅暴露也会影响儿童大脑发育和神经行为2-3。铅透过血脑屏障后主要在脑灰质特别是海马体中累积,可诱发神经炎症,进而导致神经及认知功能障碍4-5。近来有研究显示,铅暴露与儿童肠道菌群及其代谢组的改变关系密切6,而肠道菌群的变化又与神经精神类
13、疾病有着紧密的联系7。黄芪(astragali radix)为蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根,是一种天然药物,具有广泛的药理作用。蒙古黄芪皂苷(saponin)为蒙古黄芪中主要活性成分之一,具有抗炎、抗氧化及调节免疫、内分泌与代谢等作用,在治疗神经系统疾病上具有较大优势8。本课题组前期研究发现,蒙古黄芪皂苷具有抗氧化和神经保护作用,可提高铅暴露大鼠的学习记忆能力9。另有文献报道,黄芪皂苷可通过影响肠道菌群来维持肠道微环境稳态,而肠道菌群又能增强其生物利用度,促进人体健康10。本研究利用蒙古黄芪皂苷对发育期铅暴露大鼠进行干预,观察大鼠炎性因子及肠道菌群的变化,探讨蒙古黄芪皂苷对铅致神经损伤和肠道菌群
14、紊乱的保护效果。1材料与方法1.1主要仪器与试剂采用醇提法从中药蒙古黄芪粗粉(包头医学院药学院蒙药药物资源保护与开发利用院士工作站)中提取蒙古黄芪皂苷(简称皂苷),纯度98.22%;0.2%醋酸铅(上海实验试剂有限公司);肿瘤坏死因子(TNF)-、白细胞介素(IL)-6及IL-1酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒(江苏酶免实业有限公司);氢化物原子荧光光谱仪(杭州尔首科学仪器有限公司);多功能酶标仪(美国BioTek有限公司)。1.2分组与处理40只4周龄清洁级雄性SD大鼠购自北京维通利华实验动物技术有限公司,动物生产许可证号:SCXK(京)2016-0006;体质量5575 g。适应性喂养
15、1周后,采用随机数字表法分为对照(CG)组、铅染毒(LE)组及皂苷低、中、高剂量干预(SL、SM、SH)组,每组8只。结合课题组前期研究,SL、SM、SH 组干预剂量分别为 75、150 及 300 mg/kg9。CG组自由饮用纯净水,LE组与皂苷干预组自由饮用0.2%醋酸铅溶液进行染毒,并在染毒同时分别给予皂苷干预组相应剂量皂苷进行灌胃,CG组与LE组给予相同剂量(10 mL/kg)的生理盐水灌胃,1次/d,连续灌胃4周。1.3生物样本采集大鼠连续灌胃4周后,禁食12 h,称体质量,腹腔注射3%戊巴比妥钠麻醉,腹主动脉采血3 mL,摇匀后置于冰箱-20 保存,用于血铅水平测定。大鼠取血后立即
16、断头处死,剥离脑海马组织,用预冷的生理盐水清洗干净,滤纸吸干水分称质量,然后于灭菌的EP管内加入缓冲液每0.1 g海马加入0.9 mL预冷的磷酸盐缓冲液(PBS)再放入预冷的匀浆机匀浆,4、2 500 r/min离心20 min,收集上清液并分装于灭菌的EP管,-80 保存。在无菌环境下,将盲肠内容物分离后置于灭菌的EP管内,液氮速冻-80 保存。1.4大鼠血铅水平测定全血样品消解:取1 mL血液,放入经酸缸浸泡、清洗晾干的三角烧瓶中,加入5 mL硝酸-高氯酸(4 1)混合溶液消化,用2%的盐酸溶液将消化后产物逐步转入洁净比色管中,加入5 mL草酸溶液和5 mL铁氰化钾溶液,再用2%盐酸溶液定
17、容至50 mL,摇匀后室温静置30 min,4 000 r/min离心10 min取上清液,移入灭菌的EP管中,同时准备好空白管作为对照。铅标准系列溶液配制后,氢化物原子荧光光谱仪检测样品,根据自动生成的标准曲线,计算全血样品的血铅水平。1.5ELISA 法检测大鼠海马组织中炎性因子水平参照ELISA试剂盒说明书,用多功能酶标仪检测大鼠海马组织中TNF-、IL-6、IL-1的水平。1.616 S rDNA高通量测序方法检测大鼠盲肠内容物1.6.1测序盲肠内容物收集后由上海百趣生物医学科技有限公司进行测序。采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)法对样本的基因组 DNA 进行提取,用琼脂糖凝胶电泳检
18、测DNA的纯度和浓度。取适量样本DNA于离心管中,无菌水稀释样本至1 g/L。以稀释后的基因组DNA为模板,根据测序区域的选择,使用带Barcode的特异引物和高效高保真酶进行聚合酶链式反应(PCR)。PCR产物经琼脂糖凝胶电泳检测合格后进行磁珠纯化,采用酶标定量,根据PCR产物浓度进行等量混样,充分混匀后使用2%琼脂糖凝胶电泳检测PCR 产物。使用 TruSeqDNA PCR-Free Sample PreparationKit建库试剂盒构建DNA文库,构建好的文库经过Qubit定量和文库检测合格后,使用NovaSeq6000上机测序。1.6.2测序数据处理测序得到的原始数据,存在一定比例的
19、干扰数据(dirty data),参照文献 11 对原始数据进行拼接、过滤,得到有效数据(effective tags)。1.6.3OTU聚类和物种注释基于有效数据进行聚类和物种分类分析(operational taxonomic units,OTUs)。参照文献12,根据OTUs聚类结果,对每个OTU的代表序列做物种注释,得到对应的物种信息和基于物种的丰度分布情况。1.6.4样本复杂度分析(alpha diversity)使用 Qiime 软件(Version 1.9.1)计算Alpha多样性指数和Shannon、Simpson指数(物种分布多样性和均匀度指标)及Chao1指数(物种丰富度指
20、标)。使用R软件(Version 2.15.3)绘制稀释曲线(曲线平坦程度代表测序深度和数据量合理性,高度反映物种的丰富度),等级聚类曲线(水平宽度反映物种的丰富度,平滑程度反映物种的均匀程度),从中得到样本内物种丰富度和多样性信息等。disorder in hippocampus of lead-induced developing rats,and the effect of medium dose intervention is obvious.Key words:lead poisoning,nervous system,childhood;gastrointestinal micro
21、biome;astragaloside;astragalusmembranaceus bungevar.mongholicus(bunge)P.K.Hsiao;inflammatory factor1.6.5多样本比较分析(beta diversity)基于Bray-Curtis距离,使用R软件(Version 2.15.3)绘制无度量多维标定法(non-metric multi-dimensional scaling,NMDS)分析图(点与点间的距离反映组间和组内差异)及基于weighted_unifrac_wilcox分析组间物种Beta多样性指数差异以发现不同组别间群落结构的差异。1.6
22、.6组间差异物种分析根据不同分类水平上物种注释结 果,选 取 门 水 平厚 壁 菌 门(Firmicutes)、疣 微 菌 门(Verrucomicrobiota)、拟杆菌门(Bacteroidota)及放线菌门(Actinobacteriota)及属水平 罗姆布茨菌属(Romboutsia)、瘤胃 球 菌 属(Ruminococcus)、毛 罗 菌 科 _UCG-001 菌 属(Lachnospiraceae_UCG-001)、布劳特氏菌属(Blautia)、普雷沃菌科_UCG_001菌属(Prevotellaceae_UCG-001)优势菌进行统计分析,得到分组间相对丰度变化差异显著的物种
23、及差异物种在各组的富集情况。1.7统计学方法采用SPSS 22.0软件进行数据分析。符合正态分布计量数据用x s表示,多组间比较用单因素方差分析,方差齐者组间多重比较采用LSD-t检验;方差不齐者采用Welchs ANOVA 分析,组间多重比较采用Games-Howell检验。不符合正态分布的计量资料以M(P25,P75)表示,组间比 较 采 用 Kruskal-Wallis H 检 验,组 间 多 重 比 较 采 用Bonferroni法。P0.05为差异有统计学意义。2结果2.1各组大鼠灌胃 4 周后体质量及血铅水平比较各组大鼠连续灌胃4周后,各组间体质量差异无统计学意义。与CG组比较,L
24、E组及皂苷各剂量干预组大鼠血铅水平升高(P0.05);与LE组比较,SL组、SM组血铅水平降低(P0.05),但皂苷各剂量干预组间血铅水平差异无统计学意义,见表1。2.2各组大鼠海马组织中炎性因子水平比较与CG组比较,LE组大鼠海马中的TNF-、IL-6和IL-1水平均升高(P0.05);与LE组比较,SL组大鼠海马中IL-6水平降低(P0.05),SM组大鼠海马中TNF-、IL-6和IL-1水平均降低(P0.05),SH组大鼠海马中TNF-和IL-6水平降低(P0.05);皂苷各剂量干预组间差异均无统计学意义,见表2。2.3大鼠盲肠内容物16 S rDNA测序结果分析2.3.1菌群Alpha
25、多样性稀释曲线趋向平坦,测序深度基本达到饱和,测序数据量合理,其中与CG组、SL组、SM组和SH组比较,LE组曲线最低,提示测到的物种种类较少,物种多样性较低,见图1A。等级聚类曲线显示,与CG组比较,LE组曲线在横轴上的跨度小,物种丰富度低,曲线较陡峭,物种分布参差;与LE组比较,SL组、SM组、SH组曲线在横轴上的跨度大,物种丰富度高,曲线平缓,物种分布均匀,见图 1B。与 CG 组比较,LE 组 Shannon 指数、Simpson指数均降低(P0.05);与LE组比较,SM组Simpson指数升高(P0.05);SL组、SM组和SH组间3个指数差异无统计学意义,见表3。956天津医药
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 蒙古 黄芪 皂苷 暴露 发育期 大鼠 神经 炎症 肠道 紊乱 影响
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。