高脂膳食性氧化應激對淋巴細胞功能抑制機制的研究.pdf

1、由于生活水平的提高,膳食結構改變,高能量密度膳食攝入比例逐步增加。能量攝入的增加,體內(nèi)能量代謝增強,其副產(chǎn)物ROS生成也隨之增多,誘發(fā)機體形成氧化應激。研究發(fā)現(xiàn)高能膳食可降低機體的免疫功能,導致病毒感染和癌癥的發(fā)病率逐年增高。由于高脂食物攝入比例增高導致的機體ROS生成的增加,可能是影響淋巴細胞的基因表達模式和功能狀態(tài)的主要原因。目前,還少有研究報道膳食性氧化應激抑制淋巴細胞功能的內(nèi)在產(chǎn)生機制。本文旨在探討高脂膳食性氧化應激對淋巴細胞能

2、量和功能狀態(tài)影響的分子機制,以及抗氧化劑硫辛酸通過清除ROS,改變機體的氧化還原狀態(tài)對淋巴細胞功能障礙的干預作用。
　　 1.高脂膳食性氧化應激對淋巴細胞功能和數(shù)量的影響
　　 通過檢測外周血、空腸、胸腺和脾臟的氧化還原指標,研究長期高脂膳食對免疫組織氧化還原狀態(tài)的影響。C57BL/6雄性小鼠隨機分為3組:對照組(2％豬油);高脂組(HFD,19.5％豬油);硫辛酸干預組(HFD+0.1％LA),喂飼10周。結果顯示長期

3、高脂膳食使免疫組織內(nèi)的抗氧化酶SOD、CAT、GSH-Px的活性顯著降低,伴隨ROS和脂質(zhì)過氧化物MDA含量顯著升高,導致細胞內(nèi)的TAC能力減弱,GSH/GSSG比值顯著降低。結果說明長期高脂膳食使免疫組織內(nèi)的ROS生成與清除的動態(tài)平衡被破壞,形成氧化應激。抗氧化劑硫辛酸通過清除ROS、提高抗氧化酶的活力可有效改善免疫組織內(nèi)的氧化還原失衡的狀態(tài)。
　　 通過檢測外周血和脾臟內(nèi)CD4+/CD8+T細胞亞群比值、B細胞百分含量、淋巴

4、細胞凋亡率、淋巴細胞轉(zhuǎn)化率、以及血漿中促炎性細胞因子IL-6、INF-α、IFN-γ和抑炎性細胞因子IL-4、IL-10的含量,探討長期膳食性氧化應激對淋巴細胞數(shù)量和功能狀態(tài)的影響。結果表明高脂膳食性氧化應激可顯著抑制淋巴細胞的功能表現(xiàn)為淋巴細胞轉(zhuǎn)化率、CD4+/CD8+比值和B細胞的百分含量顯著降低,同時淋巴細胞凋亡率顯著升高。此外,HFD組小鼠血漿中IL-6、TNF-α、IFN-γ的含量顯著高于對照組,而IL-4、IL-10的含量顯

5、著低于對照組,說明高脂膳食性氧化應激可導致促炎性與抑炎性細胞因子分泌失衡,誘發(fā)機體形成慢性炎癥。硫辛酸通過清除ROS,恢復氧化還原平衡,緩解機體的慢性炎癥狀態(tài),從而改善淋巴細胞的功能。
　　 2.高脂膳食性氧化應激對淋巴細胞功能抑制的分子機制
　　 從基因的轉(zhuǎn)錄水平全面分析由高脂膳食介導的淋巴細胞功能障礙的分子機制。利用affymetrix MOE430A基因芯片分析長期高脂膳食和LA干預對脾臟基因表達模式的影響,并使用

6、On-tools在線分析軟件同時結合KEGG基因網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫分析了顯著改變的基因通路。芯片結果顯示,長期高脂膳食導致細胞生理過程(包括MAPK、細胞周期、凋亡、細胞骨架、細胞緊密連接、胰島素信號等),淋巴細胞功能(包括TCR、BCR、細胞因子受體)和固有免疫功能(包括Toll樣受體、自然殺傷細胞調(diào)節(jié)的細胞毒性),以及抗氧化防御體系等多個通路中相關基因的表達發(fā)生顯著改變,多數(shù)呈下調(diào)趨勢。通路分析結果提示,長期高脂膳食可通過抑制胰島素信號轉(zhuǎn)導

7、,降低淋巴細胞內(nèi)能量生成,從而減弱淋巴細胞受體的信號傳遞。同時通過上調(diào)促凋亡基因(Dffb、Fadd),下調(diào)抗凋亡基因(Arhgdig、Bcl2115)的表達使淋巴細胞的數(shù)量顯著減少。LA通過清除ROS,恢復具有抗氧化功能的酶或蛋白的基因表達水平,緩解膳食性氧化應激對機體造成的氧化損傷,并通過下調(diào)凋亡信號通路中相關基因的表達和恢復免疫反應和能量代謝相關基因表達,改善免疫細胞的功能。
　　 通過檢測腸道中分泌型免疫球蛋白SIgA的

8、分泌水平,同時利用基因芯片檢測空腸派伊爾結與抗氧化防御體系、TCR、BCR、抗原提呈信號通路中相關基因的表達水平,探討膳食性氧化應激對腸道黏膜免疫功能抑制作用的分子機制。研究結果顯示,高脂膳食可顯著下調(diào)空腸派伊爾結內(nèi)包括抗氧化防御體系、TCR(包括Il2ra、Syk、Lck、Cd28、Cd86)、BCR(包括Cd19、Cr2、Ighg、Igh-6、Cd79b)、抗原提呈(包括H2-Oa、H2-M3)信號通路中多個基因的表達。同時腸道內(nèi)S

9、IgA的分泌水平顯著降低也證明了高脂膳食性氧化應激可抑制派伊爾結內(nèi)淋巴細胞的抗原提呈和抗體的分泌功能。LA干預可通過清除ROS、改善氧化還原平衡狀態(tài)而有效地保護腸道粘膜免疫功能。
　　 3.高脂膳食性氧化應激對脾臟蛋白表達的影響
　　 通過使用比較蛋白質(zhì)組的研究方法從蛋白的表達水平進一步探討由高脂膳食導致的淋巴細胞功能障礙的分子機制。雙向電泳分析結果顯示,與對照組相比,共有20個蛋白點表達變化顯著(Fc＞3)。MALDI

10、-TOF MS鑒定結果顯示,這些表達顯著變化的蛋白在包括細胞能量和物質(zhì)代謝(ACO2、TKT)、氧化應激(PRDX1)、細胞骨架(CORONIN、VIM)、細胞凋亡(HLX、DAPK1)、細胞周期(CITRON-K、GPRIN1)等多種細胞功能中具有重要的作用。LA通過清除ROS、上調(diào)抗氧化蛋白PRDX的表達水平,恢復胞內(nèi)氧化還原平衡,可增強細胞內(nèi)能量代謝和生物大分子合成。
　　 4.淋巴細胞的氧化還原狀態(tài)對其效應功能及能量水平

11、的影響
　　 通過研究不同周期高脂膳食對脾臟淋巴細胞內(nèi)ATP水平、線粒體功能和淋巴細胞效應功能的影響,從細胞水平進一步驗證高脂膳食介導的淋巴細胞功能障礙的產(chǎn)生機制。結果顯示3周高脂膳食使T、B細胞內(nèi)的ATP水平和轉(zhuǎn)化率顯著升高。而隨著高脂膳食周期延長,淋巴細胞的轉(zhuǎn)化率和ATP水平顯著降低,同時胞內(nèi)H2O2和MDA水平顯著升高,伴隨GSH/GSSG比值和線粒體膜電位降低,說明高脂膳食可影響淋巴細胞內(nèi)氧化還原狀態(tài),并影響線粒體的功能

12、。LA通過清除ROS,保護線粒體免受氧化損傷,使其在高能量代謝的環(huán)境中維持正常的生理功能。實時熒光定量PCR結果顯示高脂膳食可顯著改變淋巴細胞內(nèi)與抗氧化防御體系(Mt-1、Prdx1、Prdx4)、T細胞增殖(Il2、Ilr2α)、BCR(CD19、Igh-6)以及糖吸收、轉(zhuǎn)運和代謝(Inr、Slc2、Pik3cd、Akt3、Rac-1)相關基因的表達。隨著高脂膳食的周期延長,淋巴細胞內(nèi)與糖代謝、抗氧化防御和免疫功能相關的基因表達均呈下