基于IRS⁃1/PI3K信号轴探究补肺健脾方对COPD大鼠骨骼肌线粒体损伤的影响
目的 探究补肺健脾方(Bufei Jianpi formula,BJF)通过调控 IRS⁃1/ PI3K 信号轴对 COPD 大鼠骨骼 肌线粒体损伤的影响。
方法 将 60 只 SPF 级 SD 大鼠随机分为空白(Control)组、COPD 稳定期模型(Model)组、氨 茶碱(Am)组、补肺健脾方(BJF)组、吡格列酮(PIO)组以及补肺健脾方+吡格列酮(BJF+PIO)组,10 只/ 组。 采用烟 熏加鼻腔滴菌(肺炎克雷伯杆菌)的方法建立 COPD 稳定期大鼠模型,自第 9 周开始给药至 20 周结束后取材,每周 给予大鼠体重测量。 分别对肺组织和骨骼肌组织进行常规切片与 HE 染色,并于光镜下观察其相应的病理学改变。 分别于第 0、8、20 周采用非束缚全身体积描记系统观察大鼠肺功能,包括 VT、PEF、EF50。 采用 qPCR 技术检测大 鼠骨骼肌组织中 IRS⁃1、PI3K、PGC⁃1α 以及 Leptin mRNA 的表达。 采用 Western blot 技术检测大鼠骨骼肌组织中 IRS⁃1、PI3K、AKT、p⁃AKT、PGC⁃1α、TFAM 和 Leptin 蛋白的表达。
结果 光镜观察显示与 Control 组比,Model 组肺病 理可见肺泡间质以及肺支气管存有大量的炎性细胞浸润,部分肺泡壁出现断裂并融合形成气腔、纤维网被破坏等; 与 Model 组比,用药治疗后各组肺泡壁的断裂以及纤维网的破坏均得到改善,支气管中炎性细胞浸润减轻,其中以 BJF 组与 Am 组尤为明显。 用药治疗后各组骨骼肌病理与 Model 组比,可不同程度改善肌纤维之间排列间隙、萎缩 与断裂,肌细胞胞质染色不均一等,其中以 BJF 组疗效较为显著。 与 Control 组比,Model 组 PEF、VT 和 EF50 第 8 周 起显著降低(P<0.01),BJF 组、BJF+PIO 组和 Am 组可以显著提高 PEF、EF50(P<0.01)。 与 Control 组比,Model 组 中 IRS⁃1、PGC⁃1α 和 PI3K mRNA 与蛋白表达水平显著降低(P<0.05,P<0.01),Leptin mRNA 与蛋白表达水平显著 增高(P<0.01);与 Model 组比,BJF 组 IRS⁃1、PGC⁃1α、PI3K mRNA 与蛋白表达水平显著增高(P<0.05,P<0.01); PIO 组 IRS⁃1 mRNA 表达水平显著增高(P<0.01);BJF+PIO 组 PGC⁃1α mRNA 水平显著增高(P<0.01),IRS⁃1、PI3K mRNA 与蛋白水平显著升高(P<0.05,P<0.01);Am 组中 PI3K mRNA 与蛋白表达水平显著增高(P<0.01);4 个用 药组中 Leptin mRNA 的表达水平均显著降低(P<0.01), 除 Am 组外,其余 3 个用药组 Leptin 蛋白表达显著降低(P <0.01);与 Control 组比,Model 组股四头肌组织中 TFAM、p⁃AKT 蛋白表达有明显的下降趋势,各治疗组的 TFAM、p⁃ AKT 蛋白表达均有升高趋势,但无显著性差异(P>0.05)。
结论 补肺健脾方可通过调控 IRS⁃1/ PI3K 信号轴,改善 骨骼肌线粒体的损伤,同时提高 PGC⁃1α 与线粒体转录因子 TFAM 的表达,增强线粒体的生物合成,从而减轻肺与 骨骼肌组织的病理性损伤。
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