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类器官

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发布日期:2025/1/6 9:34:00

红景天在亚洲和欧洲已被用作促进健康的功能性食品,研究表明红景天在动物模型中具有减轻炎症性肠病(IBD)的潜力。然而,改善肠道损伤的具体活性成分和潜在机制尚不清楚,本研究旨在探讨红景天活性成分Rosavin(Rov)对IBD的缓解作用及其调控机制。

 

 

研究结果 

1.   Rov可预防DSS诱导的结肠炎 

 

在DSS诱导的小鼠结肠炎模型上进行Rov治疗效果的评估,与5'ASA组一样,L-Rov和H-Rov组的体重逐渐增加,这表明Rov可以减轻急性结肠炎小鼠的体重减轻。结肠和回肠组织染色的H&E显示对照组小鼠的粘膜上皮是完整的,具有正常数量和结构的隐窝;DSS组的小鼠在结肠和回肠中表现出严重的病理变化,包括炎性细胞渗入隐窝和粘膜,导致粘膜增厚和脱落,炎性细胞浸润加剧,杯状细胞减少,腺束缩短;Rov和5'ASA组的损伤程度显著降低,炎症细胞浸润减少,肠上皮相对完整,隐窝结构可见。此外,回肠隐窝深度和绒毛长度的分析显示,与其他组相比,DSS组的这两个参数较低,这表明Rov可以减轻DSS介导的急性结肠炎诱导的肠道损伤。

2.Rov可预防DSS引起的肠道炎症和紧密连接损伤

鉴于上皮损伤可能引发炎症反应,对相关炎症指标进行了进一步检查,对小鼠血清中的过氧化物酶MPO水平进行了评估,结果显示Rov治疗组的MPO水平明显低于DSS组。研究结果表明,Rov有望减轻肠道细胞内的氧化反应,从而减轻肠道炎症引起的组织损伤,并最终提供肠道保护。

为了更深入地研究Rov在调节炎症因子的表达,采用ELISA法检测促炎因子,L-Rov和H-Rov组促炎因子水平明显低于DSS组。相反,与DSS组相比,Rov组的抗炎因子水平较高。总之,Rov在急性结肠炎小鼠中显示出显着降低MPO和促炎因子的表达,同时增强了抗炎因子的表达,表明其具有强大的抗炎作用。

3.Rov抑制DSS诱导的肠上皮细胞凋亡

肠上皮细胞(IEC)在维持肠道屏障系统的完整性方面发挥着关键作用,使用TUNEL染色来评估小鼠结肠和回肠中IEC的凋亡状态。在DSS诱导的小鼠急性结肠炎模型中观察到IEC凋亡显著增加,证实了先前研究的结果。这些发现强调了Rov在减轻结肠和回肠上皮细胞凋亡方面的潜力,从而对急性结肠炎相关的肠道损伤提供保护作用。

4.Rov通过增加肠道中的Lgr5+、Lyz1+和Muc2+细胞数量来恢复肠道损伤

采用免疫荧光染色检测小鼠小肠和结肠中的Lgr5+、Lyz1+、Muc2+和ChgA+,以评估肠粘膜的健康状况。虽然各组之间的ChgA+差异并不显著,但L-Rov组和H-Rov组小肠和结肠中Lgr5+、Lyz1+和Muc2+的数量均明显高于DSS组。这些发现表明Rov具有刺激ISC并保护粘膜层细胞的潜力,从而对肠隐窝产生保护作用。因此,该研究认为Rov可能减轻急性结肠炎中IEC的损害和凋亡。

5.Rov促进肠道类器官的生长并防止TNF-α诱导的类器官损伤

为了评估Rov对肠道类器官的影响,分析和量化几个参数,包括肠道类器官的数量、表面积和出芽率。Rov显著增加了肠道类器官的表面积,同时显著提高了出芽率,同时保持了类器官的总体数量一致。这些发现强调了Rov在生理条件下有效刺激类器官生长和形态发育的显著能力。

在TNF-α诱导的类器官炎症损伤模型中,研究Rov在病理条件下的再生潜力。暴露于TNF-α时大约80%的类器官表现出损伤,其特征是收缩、变暗和失去出芽形态,与Rov和TNF-α共培养的类器官损伤率显著降低至约50%;此外,对模型组和治疗组的类器官进行了EdU染色和TUNEL测定,以评估细胞增殖和凋亡;Rov减轻了TNF-α诱导的细胞凋亡。这些结果强调了Rov在促进细胞增殖、抑制细胞凋亡,从而促进炎症条件下肠道功能恢复方面的巨大潜力。

6.Rov减少肠道类器官中上皮细胞凋亡并促进Lgr5+干细胞介导修复TNF-α诱导的损伤

为了研究Rov对受损类器官内细胞的影响,采用H&E染色和IF染色对对照组、模型组(TNF-α组)和治疗组(TNF-α+Rov组)进行评估。H&E染色结果显示,对照组的类器官形态保存良好,细胞紧密排列,而TNF-α组的类器官显示出减少或萎缩的芽,细胞明显稀缺。此外,进行了IF染色以评估不同组的上皮细胞水平,对上皮细胞标志物的评估表明,TNF-α组内的表达下调。然而,在经Rov处理的类器官中,这些IEC标志物的表达显著上调。这些研究结果表明Rov具有减轻炎症引起的ISC损伤、促进IEC分化并维护肠道上皮功能完整性的潜力。

7.Rov对肠上皮细胞基因和信号通路的调控

为了揭示细胞内基因表达和转录过程的复杂动态,对类器官进行了RNA测序分析,确定了28,111个基因和95,760个转录本的综合数据集。深入探究了类器官内与肠上皮细胞和肠干细胞相关的基因,Rov治疗引起关键肠上皮标志物表达显著上调,与杯状细胞相关的基因,在Rov治疗后表现出显着增强。

此外,TNF-α+Rov和TNF-α组之间差异表达基因的KEGG通路富集分析显示Rov治疗后在多个途径中显著富集,该结果表明Rov通过促进上皮细胞群的生长来修复上皮损伤。

主要结论 

将hAMSCs与胰岛混合物在三维琼脂糖微孔板上培养,形成hAMSC-胰岛类器官结构,通过流式细胞术、全身荧光成像、免疫荧光、Calcein-AM/PI染色、ELISA、qPCR等方法探讨hAMSCs提高胰岛移植效率的潜力及机制。

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