306医院医学科普TB大蒜素对炎症性肠病的治疗作用

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炎症性肠病(IBD)是一种肠道的非特异性慢性炎症,包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD),病因不明确,多与环境、遗传、感染、免疫等因素有关。目前治疗主要以抗炎、抑制免疫为主,但治疗过程中可能出现复发、副作用等情况,如过敏、粒细胞减少等。研究发现合适的治疗可以使约50%-60%患者对药物治疗有反应,20%-30%可以维持缓解。
大蒜是日常生活中常见的食品,被认为具有抗感染作用。在大蒜消耗量高的人群中,胃肠道肿瘤的相对危险度有所下降。它可以促进肿瘤细胞的凋亡,并引起多种差异蛋白的表达,如Annexin Ⅰ、Galectin、VDAC-1等。大蒜素是大蒜提取物,安全性较高,研究中发现有抗炎、促凋亡、抗肿瘤的作用。它可以抑制肿瘤细胞SW620、HCT116的生长,也抑制了NF-κB(?)舌化。 NF-κB同时是IBD的关键环节,大蒜素可能通过NF-κB发挥抗炎作用。选择和建立合适的动物模型是研究药物治疗不可缺少的重要方法。 IBD的动物模型制作方法多样,化学性诱导是其中一种广泛而稳定的方法。 TNBS灌肠法是其中一种,可以造成经典的慢性结肠炎,从免疫类型分型看,近似于人类CD[5,6],诱导后可产生持续的炎症病变。
为了验证大蒜素在体内的抗炎作用,首先建立了大鼠结肠炎模型,通过药物干预后各种炎症指标的检测,评价治疗效果。为了进一步研究大蒜素发挥抗炎作用的机制,我们选取了人类结肠腺癌上皮Caco-2细胞进行研究。它在体外培养生长达到融合后可自发分化形成极性,表现出成熟肠道上皮细胞的形态结构和功能特征,是研究结肠上皮蛋白表达及其功能的理想细胞。 IBD发生与进展过程中,NF-κB起着重要作用,该通路下游有很多作用靶点。多种炎症因子等可使IKB磷酸化,亚基p65活化移入细胞核。而其活化可使IL-1β、TNF-α基因转录增强而高表达,它们又可再次激活NF-κB 。 IL-10是反向调节因子,IL-1β和TNF-α使其增加,IL-10又可阻断NF-κB、 TNF-α的活化。
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NF-κB活性指标也可以作为炎症程度评估的标志。在哺乳动物中,MAPK通路广泛存在,NF-κB是其中的一个作用靶点,它广泛参与了细胞的炎症、增殖、分化、凋亡等多个方面。 MAPK通路高度保守,每条通路均有三级激酶参与,触发的因素有多种生长因子、细胞因子、激素、蛋白等。通过级联反应,最终可引起部分细胞因子分泌水平改变,进而体现生物作用,影响炎症程度的改变和转归。 MAPK通路的活化可使很多导致炎症及免疫反应的细胞因子增加,如IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α等。 p38MAPK通路在人类自身免疫中有重要意义,很多物理、化学因素刺激均可引起该通路激活,如紫外线辐射、激素、IL-1、TNF-α等细胞因子等,p38MAPK可使核NF-κB复合体中的TATA结合蛋白发生磷酸化,从而调节NF-κB的转录活性；JNK通路在炎症、凋亡、神经发育中均起作用,可被辐射、环境因素及生长因子激活；ERK通路可依据刺激强度及持续时间调节细胞增殖、分化,有研究发现大蒜素可以使其活化后介导细胞凋亡[38] 。因此,MAPK通路也可以成为抗炎治疗的靶点,通过改变不同通路活性,最终影响炎症程度。前期动物实验中我们发现,大蒜素可以改变大鼠血清炎症因子水平。
由此推测大蒜素可能通过影响MAPK通路活性,减少NF-κB p65向细胞核内转移,达到调控炎症的目的。我们利用IL-1β诱导Caco-2细胞,可以模拟肠道炎症细胞状态,用以研究大蒜素对MAPK通路的作用。以大蒜素干预后,通过细胞上清炎症因子检测、核蛋白NF-κB p65含量检测,明确大蒜素对细胞的抗炎作用；进一步检测细胞中p38、ERK、JNK通路变化,推测大蒜素抗炎作用的机制。基于以上研究背景及理论基础,本研究探讨了大蒜素对于体内、体外IBD的作用,其与MAPK通路的关系。