PHD2/HIF-1α信号途径在运动缓解慢性应激致肠黏膜屏障功能障碍中的作用

论文摘要

研究目的:运动过程中血液重分配,肠道区域血液灌流量下降氧分压降低。低氧诱导因子-1（Hypoxia-inducible factor-1,HIF-1）是在低氧环境中调节细胞内氧稳态的关键转录因子。低氧情况下,降解HIF-1α亚基的关键酶脯氨酸羟化酶2（Proline Hydroxylase Domain2,PHD2）的活性被抑制,HIF-1α稳定表达,对肠黏膜屏障具有一定的保护作用。我们之前的研究表明,中等强度游泳运动缓解重复束缚应激导致的肠黏膜屏障功能障碍。本研究中,我们使用肠上皮细胞特异性Hif1a或Phd2基因敲除小鼠,利用重复束缚应激建立慢性应激模型,采用游泳运动干预方式,探索PHD2/HIF-1α信号途径在中小强度运动缓解慢性应激致肠黏膜屏障功能障碍中所起的作用和可能机制。研究方法:1.本研究的研究对象为肠上皮细胞特异性Phd2基因敲除小鼠(Phd2VKO小鼠)及其对照Phd2flox/flox小鼠,肠上皮细胞特异性Hif1α基因敲除小鼠(Hif1αVKO小鼠)及其对照Hif1αflox/flox小鼠。每个品系的小鼠均为8-10周龄雄性,随机分组,每组3-6只,包括（1）安静对照组（Sedentary,SED）:SED-Phd2VKO;SED-Phd2flox/flox;SED-Hif1αVKO;SED-Hif1αflox/flox。（2）重复束缚应激组（Repeated Restraint Stress,RRS）:RRS-Phd2VKO;RRS-Phd2flox/flox;RRS-Hif1αVKO;RRS-Hif1αflox/flox。（3）重复束缚应激+中等强度运动组:RRS+SWIM-Hif1αVKO; RRS+SWIM-Hif1αflox/flox。2.RRS组和RRS+SWIM组通过为期10天每天6h束缚建立肠黏膜屏障功能障碍模型,建模期间每天21:30—22:00进行称重0:00—6:00进行束缚。RRS+SWIM组通过30min中小强度无负重游泳运动进行干预,干预时间为22:00-22:30。通过观察小鼠体重、肠道通透性变化、细菌易位情况以及肠道组织形态学的变化等方法综合评价重复束缚应激对小鼠肠黏膜屏障的影响以及PHD2/HIF-1α信号途径所起的作用。取材前4小时,使用荧光素异硫氰酸酯-葡聚糖4000kD（FITC-Dextran4000k D,FD-4）灌胃。通过荧光酶标仪测定小鼠血浆中FD-4的含量反映肠道通透性。取材后,无菌取小鼠肝脏、肾脏、脾脏和肠系膜淋巴结组织进行研磨。将稀释后的匀浆液通过血琼脂培养基培养24小时,观察各器官的菌落形成数。3.实验数据以均数±标准差表示,采用SPSS20.0进行数据分析,检验小鼠建模前后体重、血浆中FD-4浓度及肠道细菌易位数据是否正态分布。小鼠体重采用重复测量方差分析,小鼠肠道通透性和细菌易位情况均采用独立样本t检验。P<0.05有统计学意义。研究结果:1.研究发现,重复束缚应激建模后小鼠体重均发生了不同程度的下降,RRS-Hif1αVKO降至初始体重的97.89±0.85%,RRS-Hif1αflox/flox降至初始体重的94.35±1.32%;RRS-Phd2VKO降至初始体重的99.79±1.56%;RRS-Phd2flox/flox降至初始体重的99.80±1.19%;RRS+SWIM-Hif1αVKO降至初始体重的98.28±1.43%;RRS+SWIMHif1αflox/flox降至初始体重的95.01±0.20%。2.通过阿利新蓝-过碘酸雪夫染色（Alcian blue-Periodic Acid Schiff's stain,AB-PAS）后观察组织切片发现,不同品系小鼠肠组织形态结构在慢性束缚建模后发生了不同的变化,运动干预起到一定的缓解作用。RRS-Phd2VKO组杯状细胞增生,黏液层增厚;RRS-Phd2flox/flox组绒毛不同程度变形、部分断裂,黏液层变薄;RRS-Hif1αVKO组隐窝变浅、腔隙增大,绒毛断裂现象严重,黏液层增厚;RRS-Hif1αflox/flox组绒毛缩短、肿胀,排列松散,部分断裂,黏液层增厚;RRS+SWIM-Hif1αVKO组绒毛长度变化不明显,部分肿胀,黏液层增厚;RRS+SWIMHif1αflox/flox组隐窝腔隙增大,绒毛排列松散,绒毛缩短,黏液层增厚。3.肠上皮细胞特异性敲除Hif1α或Phd2后,重复束缚应激后肠道通透性在不同品系小鼠中的变化不一致?在肠系膜淋巴结细菌培养中,RRS-Hif1αVKO组肠道通透性低于RRS-Hif1αflox/flox组（13.06±0.34ng/ul VS 1.42±0.14ng/ul,P<0.05）;然而,RRS-Phd2VKO组肠道通透性高于RRS-Phd2flox/flox组（0.27±0.01ng/ulVS0.31±0.01ng/ul,P<0.05）;运动干预组肠道通透性均高于其RRS安静对照组（P<0.05）; RRS+SWIM-Hif1αflox/flox组高于RRS+SWIM-Hif1αVKO组（P<0.05）?4.血琼脂培养显示所有组在肝脏、肾脏、脾脏中无细菌易位。在肠系膜淋巴结中,各组均观察到有菌落生长。RRS组与SED组相比,CFU均增加。RRS-Hif1αVKO组与RRS-Hif1αflox/flox组相比有明显的细菌易位（P<0.05）;运动干预组与其RRS对照组相比细菌易位减少（P<0.05）且RRS+SWIM-Hif1αVKO组与RRS+SWIM-Hif1αflox/flox组相比细菌易位减少（P<0.05）。研究结论:PHD2/HIF-1α信号途径参与中小强度运动缓解慢性应激致肠黏膜屏障功能障碍。但中小强度运动缓解肠黏膜屏障功能障碍并不完全通过HIF-1α途径进行调控。本研究从多角度阐释中等强度运动缓解肠黏膜屏障功能障碍的作用机制,为运动与肠道关系的研究提供新的思路。

论文目录

文章来源

类型: 国内会议

作者: 黄晓倩,吴嵽,曹伟,向导,陈佩杰,罗贝贝

关键词: 中小强度运动,慢性应激,肠黏膜屏障

来源: 第十一届全国体育科学大会 2019-11-01

年度: 2019

分类: 基础科学,社会科学Ⅱ辑

专业: 生物学,体育

单位: 上海体育学院中国人名解放军海军特色医学中心

分类号: G804.2

DOI: 10.26914/c.cnkihy.2019.032421

页码: 7560-7562

总页数: 3

文件大小: 1683k

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