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人参皂苷Rg3通过miR-1298-5p靶向TLR4对胃癌前病变大鼠保护机制

  2025-02-08    88  上传者:管理员

摘要:目的 探讨人参皂苷Rg3通过miR-1298-5p/Toll样受体(TLR)4轴对胃癌前病变(PLGC)大鼠的保护作用。方法 将84只大鼠随机分为PLGC组、对照组、人参皂苷Rg3低(1.8 mg/kg)、高(7.2 mg/kg)剂量组、维酶素组(1 g/kg)、miR-1298-5p antagonist组(2 mg/kg)、人参皂苷Rg3高剂量+miR-1298-5p antagonist组(7.2 mg/kg人参皂苷Rg3+2 mg/kg miR-1298-5p antagonist)各12只。除对照组外,其他组均需按照自由饮用200μg/ml N-甲基-N’-硝基-N-亚硝基胍联合隔日禁食的方法造模28 w构建PLGC大鼠模型,造模第17周时开始给药治疗,给药1次/d,直至造模结束为止。实时荧光定量-聚合酶链反应(qRT-PCR)检测胃黏膜组织中miR-1298-5p表达;Western印迹检测胃黏膜组织中TLR4蛋白表达;苏木素-伊红(HE)染色检测胃黏膜组织病理损伤;扫描电镜观察胃黏膜超微结构;TUNEL染色检测胃黏膜上皮细胞凋亡;二氢乙啶(DHE)染色检测胃黏膜组织中活性氧(ROS)水平;双荧光素酶报告基因实验验证miR-1298-5p与TLR4的关系。结果 与对照组比较,PLGC组胃黏膜组织病理损伤、胃黏膜超微结构病变严重,胃黏膜组织中miR-1298-5p表达、胃黏膜上皮细胞凋亡率降低,TLR4蛋白表达、ROS水平升高,差异显著(P<0.05);与PLGC组比较,人参皂苷Rg3低、高剂量组、维酶素组胃黏膜组织病理损伤、胃黏膜超微结构病变减轻,胃黏膜组织中miR-1298-5p表达、胃黏膜上皮细胞凋亡率、ROS水平升高,TLR4蛋白表达降低,差异显著,miR-1298-5p antagonist组对应指标变化趋势与上述相反,差异显著(P<0.05);miR-1298-5p antagonist减弱了高剂量人参皂苷Rg3对PLGC大鼠的保护作用。miR-1298-5p靶向调控TLR4。结论 人参皂苷Rg3通过上调miR-1298-5p进而靶向抑制TLR4表达发挥对PLGC大鼠的保护作用。

  • 关键词:
  • miR-1298-5p
  • Toll样受体4
  • 人参皂苷Rg3
  • 胃癌前病变
  • 胃黏膜萎缩
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胃癌前病变( PLGC)是指以胃黏膜萎缩为基础的肠化生和(或)异型增生〔1〕。胃癌是癌症死亡的第三大原因,其形成经历了慢性浅表性胃炎→萎缩性胃炎→肠化生→不典型增生→胃癌的过程〔2〕。伴有肠化生和/或不典型增生的萎缩性胃炎通常被称为PLGC〔3〕。因此,有效防治PLGC对降低胃癌发病率和死亡率具有重要意义。目前,西医治疗PLGC尚未形成统一、规范、有效的治疗方案,中药具有阻断或延缓恶性转化的作用,毒性低,副作用少〔4〕,在PLGC的治疗中容易被患者接受。因此,中药受到了越来越多的关注。人参皂苷 Rg3是从人参中提取的主要活性成分之一,具有广泛的药理活性,包括抗肿瘤、免疫调节、抗炎和抗氧化作用〔5,6〕。已有研究报道,人参皂甙 Rg3通过诱导细胞凋亡和抑制增殖发挥对PLGC大鼠的保护作用〔7〕,但具体机制尚不完全明确。相关研究显示,miR-1298-5p过表达可抑制胃癌细胞生长和侵袭〔8〕;抑制Toll样受体( TLR) 4可使大鼠胃黏膜损伤减轻〔9〕。生物信息学分析显示,miR-1298-5p与TLR4存在结合位点,而人参皂苷 Rg3能否通 过 调 控miR-1298-5p /TLR4轴对PLGC大鼠发挥保护作用尚不清楚。因此,本研究主要探究人参皂苷 Rg3对PLGC大鼠的影响及其作用机制。


1、材料与方法


1. 1细胞及动物HEK293细胞购自上海富雨生物科技有限公司。84只,6周龄,雄性SD大鼠购自广东南模生物公司(体质量190~200 g),生产许可证号为SCXK(粤) 2022-0062。大鼠均在SPF级受控环境〔室温( 23±1)℃;湿度55%~60%〕中饲养,光/暗循环12 h,可自由进食和饮水。动物实验方案经医院动物伦理委员会的批准。

1. 2主要试剂

人参皂苷 Rg3(规格20 mg)购自上海晅科生物科技有限公司; N-甲基-N'-硝基-N-亚硝基胍购自南通飞宇生物科技有限公司;维酶素购自上海研谨生物科技有限公司; miR-1298-5p拮抗剂( miR-1298-5p antagonist)购自美国MCE公司;北京康瑞纳生物科技有限公司的TUNEL细胞凋亡检测试剂盒;组织活性氧(ROS)检测试剂盒〔二氢乙啶( DHE)〕购自上海一研生物科技有限公司;兔源一抗TLR4、GAPDH、辣根过氧化物酶( HRP)标记的山羊抗兔二抗均购自英国Abcam公司。

1. 3 PLGC模 型 大 鼠 构 建〔10〕

采 取 自 由 饮 用200μg /ml N-甲基-N'-硝基-N-亚硝基胍联合隔日禁食的方法造模28 w构建PLGC大鼠模型,造模第8周若大鼠出现肠上皮化生,第12周出现异型增生,则为模型复制成功,继续造模直至28 w末结束。

1. 4实验分组

按照随机数字表法将84只大鼠随机分为对照组、PLGC组、人参皂苷 Rg3低、高剂量组、维酶素组、miR-1298-5p antagonist组、人参皂苷Rg3高剂量+miR-1298-5p antagonist组,每组12只。除对照组外,其余组大鼠均需按照1. 3所述方法构建PLGC大鼠模型,造模第17周时开始给药治疗,人参皂苷 Rg3低、高剂量组〔7〕、维酶素组〔11〕分别需灌胃1. 8、7. 2 mg /kg人参皂苷 Rg3、1 g /kg维酶素且均需尾静脉注射等体积的生理盐水; miR-1298-5pantagonist组〔12〕需尾静脉注射2 mg /kg miR-1298-5pantagonist且还需灌胃等量的生理盐水;人参皂苷Rg3高 剂 量+ miR-1298-5p antagonist组 需 灌 胃7. 2 mg /kg人 参 皂 苷 Rg3且 尾 静 脉 注 射2 mg /kgmiR-1298-5p antagonist;对照组、PLGC组需灌胃及尾静脉注射等量的生理盐水,给药1次/d,直至造模结束为止。

1. 5标本收集

末次处理结束后,腹腔注射3%戊巴比妥钠麻醉并处死大鼠,剖取出大鼠胃窦部组织,从胃窦部组织分离出胃黏膜组织,胃黏膜组织一部分用于实时荧光定量-聚合酶链反应( qRT-PCR)、Western印 迹 实 验;另外一部分用于苏木素-伊 红( HE)染色、扫描电镜观察、TUNEL染色、DHE染色。

1. 6 qRT-PCR 检测

胃黏膜组织中miR-1298-5p表达 使用TRIzol试剂从胃黏膜组织中提取总 RNA,将总 RNA逆转录为cDNA后,以cDNA为模板进行定量PCR。以U6为内参,采用2-ΔΔCt法计算miR1298-5p相对表达量,引物序列为: miR-1298-5p:正向5'-ACACTCCAGCTGGGTTCATTCGGCTGTCCA-3';反向5'-TGGTGTCGTGGAGTCG-3'; U6:正向5'-CTCGCTTCGGCAGCACA-3';反 向5'-AACGCTTCACGAATTTGCGT-3'。

1. 7 Western印迹检测

胃黏膜组织中TLR4蛋白表达 将胃黏膜组织在含有蛋白酶抑制剂混合物的RIPA裂解缓冲液中裂解,然后将裂解物在4℃下以12 000 r/min离心10 min,使用二喹啉甲酸( BCA)试剂盒测定蛋白质浓度。将蛋白质经电泳、转膜、封闭后,将 膜 与 一 抗TLR4 ( 1∶2 000)、GAPDH ( 1∶1 000)在4℃ 下过夜孵育,然后与二抗在常温下孵育1 h,使用超增强化学发光试剂评估蛋白质表达。以GAPDH作为内参,使用ImageJ软件测定各条带的灰度值。

1. 8 HE染色检测大鼠胃黏膜组织病理损伤

用4%多聚甲醛固定胃黏膜组织,将每个样品包埋在石蜡中并连续切片至4μm的厚度。切片用HE染色,观察胃黏膜组织的病理学变化。

1. 9扫描电镜观察大鼠胃黏膜超微结构

将1 cm×1 cm×5 mm的胃黏膜组织用2. 5%戊二醛在4℃固定过夜,1%锇酸在室温下染色1. 5 h。使用一系列浓度的乙醇( 50%、75%、90%和100%)和叔丁醇( 50%、75%、90%和100%)进行组织脱水,每个组织切片用冷冻干燥机冷冻干燥,利用离子溅射仪喷金30 s。使用扫描电子显微镜观察胃黏膜组织的超微结构。

1. 10 TUNEL染色检测

大鼠胃黏膜上皮细胞凋亡从石蜡包埋的胃黏膜组织中切下4μm厚的切片,常规脱蜡和水化。将切片与蛋白酶K工作液在37℃下孵育20 min,然后与TUNEL反应混合物在37℃避光60 min,在荧光显微镜下观察TUNEL阳性细胞。细胞凋亡率=TUNEL阳性细胞数/总细胞数)×100%。

1. 11 DHE染色检测

各组胃黏膜组织中 ROS水平将胃黏膜组织冷冻切片升温至室温,同时控制湿度,然后干燥。将自发荧光猝灭剂 添加到切片中孵育5 min,自来水冲洗10 min。将DHE逐滴加入切片中,在37℃下孵育30 min。将切片置于磷酸盐缓冲液中( pH7. 4),摇床振摇洗涤3次,5 min /次。将切片摇晃、干燥并用抗荧光淬灭密封剂密封。在荧光显微镜下观察切片,采集图像,红色荧光为阳性染周微红等 人参皂苷 Rg3通过miR-1298-5p靶向TLR4对胃癌前病变大鼠的保护机制使用ImageJ软件计算平均吸光度值。

1. 12双荧光素酶报告基因实验

分别构建TLR4突变 型 质 粒( TLR4-MUT)和 野 生 型 质 粒( TLR4-WT),将TLR4-WT和TLR4-MUT分别与mimic NC或miR-1298-5p mimic共转染于HEK293细胞,48 h后观察荧光素酶活性变化。

1. 13统 计 学 分 析

采 用SPSS25. 0软 件 进 行SNK-q检验。


2、结 果


2. 1人参皂苷 Rg3对各组胃黏膜组织中miR-1298-5p、TLR4蛋白表达的影响

与对照组比较,PLGC组胃黏膜组织中miR-1298-5p表达显著降低,TLR4蛋白表达显著升高( P<0. 05) ;与PLGC组比较,人参皂苷 Rg3低、高剂量组、维酶素组胃黏膜组织中miR-1298-5p表达显著升高,TLR4蛋白表达显著降低,miR-1298-5p antagonist组胃黏膜组织中miR1298-5p表达显著降低,TLR4蛋白表达显著升高( P<0. 05) ;与人参皂苷 Rg3低剂量组比较,人参皂苷 Rg3高剂量组及维酶素组miR-1298-5p显著升高,TLR4显 著 降 低( P<0. 05 )。与 人 参 皂 苷 Rg3高剂量组比较,人参皂苷 Rg3高剂量+miR-1298-5p antagonist组胃黏膜组织中miR-1298-5p表达显著降低,TLR4蛋白表达显著升高( P<0. 05),见图1、表1。

2. 2人参皂苷 Rg3对各组胃黏膜上皮细胞凋亡的影响

与对照组比较,PLGC组胃黏膜上皮细胞凋亡率显著降低( P<0. 05) ;与PLGC组比较,人参皂苷 Rg3低、高剂量组、维酶素组胃黏膜上皮细胞凋亡率显著升高,miR-1298-5p antagonist组胃黏膜上皮细胞凋亡率显著下调( P<0. 05) ;维酶组和人参皂苷 Rg3高剂量组凋亡率显著较人参皂苷 Rg3低剂量组上调( P<0. 05)。人参皂苷 Rg3高剂量+miR1298-5p antagonist组凋亡率显著较人参皂苷 Rg3高剂量组下调( P<0. 05),见表1、图2。

2. 3各组胃黏膜组织中 ROS水平

与对照组比较,PLGC组胃黏膜组织中 ROS水平显著升高( P<0. 05) ;与PLGC组比较,人参皂苷 Rg3低、高剂量组、维酶素组胃黏膜组织中 ROS水 平 升 高,miR1298-5p antagonist组大鼠胃黏膜组织中 ROS水平降低,差异显著( P<0. 05) ;人参皂苷 Rg3高剂量组和维酶组 ROS水平显著高于人参皂苷 Rg3低剂量组( P<0. 05)。与人参皂苷 Rg3高剂量组比较,人参皂苷 Rg3高剂量+miR-1298-5p antagonist组胃黏膜组织中 ROS水平显著降低( P<0. 05),见表1、图3。

2. 4人参皂苷 Rg3对各组胃黏膜组织病理损伤的影响

对照组胃黏膜完整,腺体排列规则。PLGC组胃黏膜萎缩变薄,腺体缩小,排列不规则,有大量炎性细胞浸 润 间 质。与PLGC组 比 较,人 参 皂 苷Rg3低、高剂量组、维酶素组胃黏膜组织病理损伤减轻,miR-1298-5p antagonist组胃黏膜组织病理损伤加重;与人参皂苷 Rg3高剂量组比较,人参皂苷 Rg3高剂量+miR-1298-5p antagonist组胃黏膜组织病理损伤严重,见图4。

2. 5人参皂苷 Rg3对各组胃黏膜超微结构的影响

对照组胃黏膜上皮细胞紧密相连,排列规则,结构完整。PLGC组胃黏膜上皮细胞萎缩,排列不规则,上皮细胞破裂脱落,导致局部胃黏膜损伤。与PLGC组比较,人参皂苷 Rg3低、高剂量组、维酶素组胃黏膜超微结构病变减轻,miR-1298-5p antagonist组胃黏膜超微结构病变加重;与人参皂苷 Rg3高剂量组比较,人参皂苷 Rg3高剂量+miR-1298-5p antagonist组胃黏膜超微结构病变严重,见图5。1~7:对照组、PLGC组、人参皂苷 Rg3低剂量组、人参皂苷 Rg3高剂量组、维酶素组、miR-1298-5p antagonist组、人参皂苷 Rg3高剂量+miR-1298-5p antagonist组;图2~5同

图1 Western印迹检测各组胃黏膜组织中TLR4蛋白表达

表1各组胃黏膜组织中miR-1298-5p、TLR4蛋白表达、ROS水平及上皮细胞凋亡率比较

图2 TUNEL染色检测各组胃黏膜上皮细胞凋亡(×400)

图3各组胃黏膜组织中 ROS水平( DHE染色,×200)

图4各组胃黏膜组织病理损伤( HE染色,×200)

图5扫描电镜观察各组胃黏膜超微结构病变(×400)

2. 6 miR-1298-5p靶向调控TLR4 targetscan网站预测

miR-1298-5p与TLR4的结合位点;见图6。与TLR4-WT和mimic NC共转染组比较,TLR4-WT和miR-1298-5p mimic共转染组的荧光素酶活性降低( P<0. 05) ;与mimic NC和TLR4-MUT共转染组比较,miR-1298-5p mimic和TLR4-MUT共转染组荧光素酶活性变化差异无统计学意义( P>0. 05),见表2。

图6 targetscan网站预测miR-1298-5p与TLR4的结合位点

表2荧光素酶活性比较


3、讨 论


PLGC是胃癌的早期阶段,轻度至中度不典型增生的胃癌年发病率为0. 6%,重度不典型增生的胃癌年发病率为6%〔13〕。人参皂苷 Rg3是从中药材人参根中提取的最强效成分之一,具有显著的抗肿瘤和抗氧应激化作用〔14〕。据报道,人参皂苷 Rg3可抑制骨肉瘤的进展〔15〕;人参皂苷 Rg3可通过促进胃癌细胞凋亡来发挥对肿瘤的抑制作用〔16〕;人参皂苷Rg3可通过上调胃黏膜上皮细胞内 ROS浓度,进而诱导细胞凋亡,发挥对PLGC大鼠的保护作用〔7〕。本研究结果与其一致,提示人参皂苷 Rg3可减轻PLGC大鼠胃黏膜组织病理损伤及胃黏膜超微结构病变,促进胃黏膜上皮细胞凋亡,上调胃黏膜组织中ROS水平,且人参皂苷 Rg3剂量越高,对应的趋势越明显,表明人参皂苷 Rg3可能通过上调胃黏膜组织中 ROS水平促进胃黏膜上皮细胞凋亡,进而减轻PLGC大鼠胃黏膜组织病理损伤及胃黏膜超微结构病变,提示人参皂苷 Rg3可能成为治疗PLGC的潜在药物。证据 表 明,miRNA参 与 了PLGC发 生 与 发展〔17〕。miR-1298-5p作 为 常 见 的miRNA,已 有 研究显 示,miR-1298-5p水平下调可促进胃癌发展〔18〕。但关于miR-1298-5p在PLGC进展中的作用鲜有报道。本研究结果表明,miR-1298-5p确实与PLGC有关,人参皂苷 Rg3可促进PLGC大鼠胃黏膜组织中miR-1298-5p表达,且人参皂苷 Rg3剂量越高,对miR-1298-5p表达的促进作用越明显,推测人参皂苷 Rg3可能通过上调miR-1298-5p来发挥对PLGC大鼠的保护作用;人参皂苷 Rg3可能通过上调miR-1298-5p来发挥对PLGC大鼠的保护作用。miRNA通过靶向抑制mRNA的表达来调节生物学功 能。

生物信息学分析显示,TLR4为miR1298-5p的靶基因。据报道,TLR4在胃癌 中 高 表达,可以用作胃癌的生物标志物〔19〕; TLR4过表达促进大鼠PLGC〔20〕。本研究显示,TLR4蛋白在PLGC大鼠胃黏膜组织中高表达,人参皂苷 Rg3可促进PLGC大鼠胃黏膜组织中miR-1298-5p表达,且抑制TLR4蛋白表达,TLR4与miR-1298-5p存在靶向调控关系。证实了人参皂苷 Rg3可能通过上调miR1298-5p进而靶向抑制TLR4表达发挥对PLGC大鼠的保护作用。综上,人参皂苷 Rg3可能通过上调miR-1298-5p进而靶向抑制TLR4表达发挥对PLGC大鼠的保护作用。人参皂苷 Rg3对PLGC大鼠的保护作用可能还涉及其他通路,本研究尚未探讨,这是本研究的不足之处,后期将会进一步探索。


参考文献:

9王娟毅,柳仲秋,李炜,等.苦参碱减轻N-甲基-N'-硝基-N-亚硝基胍( MNNG)诱导的大鼠胃黏膜损伤及机制〔J〕.细胞与分子免疫学杂志,2020; 36( 2) : 157-63.

10黎乐怡,卓俊城,谢凯枫,等.健脾化瘀解毒方调控PI3K/Akt /HIF-1α通路干预胃癌前病变大鼠胃黏膜上皮细胞自噬及凋亡〔J〕.中药新药与临床药理,2021; 32( 10) : 1444-51.

11李慧,刘金凤,奚玉杰,等.欣胃颗粒对胃癌前病变大鼠胃黏膜组织关键基因EGFR和PTEN表达的影响〔J〕.时珍国医国药,2022; 33( 7) : 1608-11.


基金资助:2022年全国名老中医药专家传承工作室建设项目(国中医药人教函[2022]75号);国家中医药管理局第七批全国中医药专家学术经验继承项目(国中医药办人教函[2021]272号);江西省教育厅科学技术研究重点项目(GJJ213302);


文章来源:周微红,洪建勋,傅斌,等.人参皂苷Rg3通过miR-1298-5p靶向TLR4对胃癌前病变大鼠的保护机制[J].中国老年学杂志,2025,45(03):656-661.

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