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黄连素的酒精性肝病治疗作用与诱导免疫抑制细胞及调节肠道微生态有关

微生态与分子药理 2022-05-16 14:07 发文

01 文章背景简介  

酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)是由于长期大量饮酒导致的肝脏疾病。初期通常表现为脂肪肝,进而可发展成酒精性肝炎、肝纤维化、肝硬化甚至肝癌。其主要临床特征是恶心、呕吐、黄疸、可有肝脏肿大和压痛。并可并发肝功能衰竭和上消化道出血等。严重酗酒时可诱发广泛肝细胞坏死,甚至肝功能衰竭。酒精性肝病是我国常见的肝脏疾病之一,是肝硬化和肝脏相关死亡的主要因素,严重危害人民健康。

目前,还没有太好的治疗方法可以阻止酗酒者酒精性病变向肝硬化发展,治疗酒精性肝病主要依靠戒酒。越来越多的证据表明免疫系统在酒精性肝病的病理过程中发挥了重要作用。在酒精刺激下,先天性和适应性免疫反应被激活,表现为巨噬细胞、中性粒细胞、B细胞和T细胞的浸润,并诱导促炎细胞因子导致肝脏炎症。抑制炎症细胞浸润可以减轻肝脏炎症,从而阻止酒精性肝病的发展。

髓源性抑制细胞(MDSC)由各种未成熟的髓系细胞组成,是免疫抑制网络的主要组成部分。根据Ly6G和Ly6C的相对表达水平,其在啮齿动物中被人为地分为粒细胞抑制细胞(G-MDSC)和单细胞抑制细胞(M-MDSC)。G-MDSC(CD11b+Ly6G+)和M-MDSC(CD11b+Ly6G-Ly6Chigh)表现出不同的形态,并通过各种途径发挥免疫抑制能力。几十年前,M-MDSC和G-MDSC都被认为是通过抑制T细胞来帮助癌细胞逃避免疫监视,但直到最近,它们在免疫系统中的重要性才被更多人重视。

MDSC会在大多数炎症情况下扩增和积累,在不同环境下产生各种促炎和抗炎细胞因子。M-MDSC和G-MDSC亚群在非癌症相关疾病中的作用由特定的炎症和时机决定。目前对CD11b+Ly6G+群的分类仍有争议,因为G-MDSC和中性粒细胞在细胞表面都有CD11b和Ly6G的表达。由于在形态、表型和功能上的相似性,在研究它们在炎症性疾病中的作用时产生混淆。一般来说,具有抑制T细胞活性的CD11b+Ly6G+细胞被认为是G-MDSC,但一些具有免疫抑制作用的中性粒细胞也可能包括在内。G-MDSC可能是具有免疫抑制功能的中性粒细胞的新表型。因此,这种具有CD11b+Ly6GhighLy6Cint表达的具有抑制T细胞作用的中性粒细胞,记为G-MDSC样细胞。研究表明,G-MDSC样细胞群在应对急性酒精摄入时表现出保护作用,但其在慢性酒精性肝病中的作用机制并不清楚。

黄连素是一种从中药材黄连中提取的生物碱,又叫做小檗碱,具有悠久的使用历史。黄连素已被广泛用作保肝药物,其中大多数研究集中在CCl4等毒素引起的肝癌、脂肪肝和肝脏纤维化。在动物研究中,已有研究证明黄连素对酗酒引起的肝损伤具有治疗作用。但黄连素对急性-慢性饮酒引起的肝脏损伤的治疗效果尚不清楚。急性-慢性酒精摄入的模型能较好地模拟酒精性肝病患者的饮酒模式。

2020年,香港大学李嘉诚医学院中医药学院的Sha Li等人,在《Clinical and Translational Medicine》杂志(IF2020=11.492,医学一区)发表了题为“Modulation of gut microbiota mediates berberine-induced expansion of immuno-suppressive cells to against alcoholic liver disease”的文章。本研究建立了一个酒精喂养动物模型以模拟酒精性肝病患者饮酒模式。鉴于G-MDSC样细胞群在对抗炎症中的关键作用,推测黄连素可能介导与G-MDSC样细胞群相关的酒精性肝病。本研究系统研究了G-MDSC样细胞和相关的免疫细胞的参与及其分布。越来越多的证据表明,在饮酒后,肠道菌群组成发生了变化,进一步影响了肠道通透性并导致损伤。通过药物调节肠道微生物组成可能是治疗酒精性肝病的希望。由于黄连素被认为是肠道菌群的有效调节剂,因此本文也研究了肠道细菌变化对G-MDSC样细胞的调节作用。

02 所用到的主要方法

(1)动物实验

(2)体外细胞实验

(3)流式细胞术

(4)实时定量PCR

(5)高通量测序

(6)Western blot

03 文章主要内容摘要

黄连素是一种从许多中草药中提取的异喹啉生物碱化合物,已被广泛用于改善肝功能,但其对酒精性肝病(ALD)的保肝作用机制尚不清楚。为了从肠道微生物-免疫系统轴角度探究黄连素对治疗酒精性肝病的潜在机制,本文建立了一个模拟酒精性肝病患者饮酒模式的酒精喂养动物模型,通过生化试验和组织学检查评估肝功能,用流式细胞仪检测免疫细胞,收集粪便样本进行16S rRNA基因扩增测序。本文首次报道了黄连素对急性-慢性酒精性肝损伤有良好的改善作用,并探讨了其与肠道微生物-免疫系统轴的相关机制。黄连素激活了小鼠肝脏中具有免疫抑制功能的细胞群体,即粒细胞样髓源性抑制细胞(G-MDSC)样群,从而减轻了酒精引起的肝脏损伤。黄连素可显著增加血液和肝脏中G-MDSC样细胞的数量,并相应地减少了细胞毒性T细胞。抑制G-MDSC样细胞的数量可显著减弱黄连素对抗酒精的保护作用。在体外培养的G-MDSCs样细胞群中,黄连素激活了IL6/STAT3信号,而抑制STAT3的活性则减弱了黄连素对该细胞群的激活作用。此外,黄连素改变了整个肠道微生物群落,主要是增加了嗜黏蛋白阿克曼氏菌的丰度。肠道微生物群的减少消除了黄连素对G-MDSC样群的诱导作用,并削弱了其对小鼠抗酒精的保肝作用,这表明肠道菌群可能参与介导这种保护群体的扩增。本文深入研究了免疫抑制反应在酒精性肝病中的作用,并有助于理解黄连素的药理作用和作用机制。

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