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红景天苷对酒精性肝损伤小鼠NLRP3炎症小体激活的作用研究

申报人:闫帆 申报日期:2025-03-17

基本情况

2025创新项目
红景天苷对酒精性肝损伤小鼠NLRP3炎症小体激活的作用研究 学生申报
创新训练项目
医学
公共卫生与预防医学类
学生来源于教师科研项目选题
二年期
长期过量饮酒易引发酒精性肝损伤,严重危害人体健康,NLRP3炎症小体的过度激活在其中扮演关键角色。本项目聚焦于研究红景天苷对酒精性肝损伤小鼠NLRP3炎症小体激活的作用。红景天苷是传统藏药红景天的主要活性成分,具备抗氧化、抗炎等多种功效。本项目将构建酒精性肝损伤小鼠模型,通过给予不同剂量红景天苷干预,检测小鼠肝脏损伤指标、NLRP3炎症小体相关蛋白表达及氧化应激指标等,探究红景天苷是否能抑制NLRP3炎症小体激活,进而减轻酒精性肝损伤及其潜在的分子机制。本研究有望揭示红景天苷保护肝脏的新机制,为治疗酒精性肝病提供新思路与实验依据 ,助力开发安全有效的天然药物。



1.山东省自然科学基金青年基金,ZR2023QC291,海藻酸钠对小鼠酒精性肝损伤的保护作用及其机制研究,15万元,2024.01—2026.12,在研,主持。
2.山东省卫生健康委员会,山东省中医药科技项目青年项目,Q-2023130,红景天苷通过调控内质网应激介导的NLRP3炎症小体的激活改善急性酒精性肝损伤,2万元,2023.08-2025.07,在研,主持。 
1.对本项目进行指导,监督,督促本小组成员在规定时间内完成既定任务。
2.对本项目提出合理的实验方案和建议,使本项目更具有丰富性,可靠性。
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
闫帆 公共卫生学院 预防医学(本科) 2024 负责人,申报书编写
严慧婷 公共卫生学院 预防医学(本科) 2024 查阅文献
王怡馨 公共卫生学院 预防医学(本科) 2024 查阅文献,论文写作

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
刘辉 公共卫生学院

立项依据

确定红景天苷对酒精性肝损伤小鼠体内NLRP3炎症小体激活状态的调控作用,分析红景天苷干预后NLRP3、Caspase - 1、IL - 1β等关键蛋白的表达变化。评估红景天苷是否能够改善酒精导致的肝损伤程度。为开发基于红景天苷的酒精性肝病治疗策略提供理论依据。 
1. 动物分组
       选用8周龄、雄性C57BL/6J小鼠60只,体重18 - 22 g,饲养于温度(22±2)℃、湿度50% - 60%、12 h昼夜交替的SPF级动物房,自由进食饮水。将小鼠随机分为5组,每组12只:
① 正常对照组:每日灌胃等体积生理盐水;
② 酒精模型组:采用经典的酒精灌胃法建立酒精性肝损伤模型。小鼠每日按5g/kg体重剂量灌胃56%(v/v)乙醇溶液,连续处理4周;
③ 红景天苷低剂量干预组:在造模同时,小鼠每日按20 mg/kg体重剂量灌胃红景天苷溶液,同时按5g/kg体重剂量灌胃56%(v/v)乙醇溶液,连续处理4周;
④ 红景天苷高剂量干预组:在造模同时,小鼠每日按40 mg/kg体重剂量灌胃红景天苷溶液,同时按5g/kg体重剂量灌胃56%(v/v)乙醇溶液,连续处理4周。

2. 红景天苷对酒精性肝损伤小鼠生化指标的影响肝功能:
血清ALT、AST水平(生化分析)。
病理学:肝组织HE染色观察炎症和脂肪变性,Masson染色评估纤维化,肝脏病理组织学观察。
氧化应激:肝组织SOD活性、MDA含量(试剂盒检测)。

3. 红景天苷对酒精性肝损伤小鼠NLRP3炎症小体激活的影响:
① Western blot检测NLRP3、ASC、Caspase-1、Cleaved Caspase-1蛋白表达,炎症因子IL - 6、TNF - α检测,ELISA检测血清IL-1β、IL-18水平。
② 免疫荧光观察NLRP3在肝组织中的定位和激活情况。
③ 机制初探:qPCR检测NF-κB通路相关基因(如p65、IκBα)表达。

4. 统计学分析
数据以均值±标准差表示,SPSS 26.0进行单因素方差分析,组间比较采用Tukey检验(*P<0.05为显著差异)。 
       红景天苷(Salidroside, SAL)是红景天的主要活性成分,研究证实具有保护心血管系统、消化系统、神经系统、抗糖尿病以及抗炎抗氧化等药理作用[1][2][3][5][7]。SAL有效减轻小鼠肝纤维化程度,其作用机制可能与抑制肝组织中 NLRP3 炎症小体的活性以及 TNF-α、IL-6 和 IL-1β的过度表达有关[6]。实验表明SAL可以减轻脂质过氧化程度,降低 MDA水 平,并 提 高 肝 细 胞 抗 氧 化 的 能 力,使 SOD与GSH-Px活性升高,发挥了对肝细胞的保护作用[4]。另有实验表明红景天苷对 NLRP3 炎症小体的抑制作用可能与激活 AMPK 有关。激活后的 AMPK 一方面可通过作用于糖应答元件结合蛋白(ChREBP)来降低 TXNIP mRNA表达水平,另一方面可直接磷酸化 TXNIP,使之加速降解,从而抑制 NLRP3 炎症小体的活性。[7][8][9]
       酒精性肝损伤(Alcoholic Liver Injury, ALI)是由于长期或大量饮酒所致[10],根据相关研究发现ALI的发病机制主要与乙醇代谢、氧化应激、炎症反应、肠道菌群与肠道屏障功能相关,各发病机制之间存在相关性[11][12]。酒精代谢主要依靠乙醇脱氢酶( Alcohol Dehydrogenase ,ADH),和乙醇氧化酶系统进行氧化代谢[13],经这两途径代谢会产生高活性物质乙醛,其会在线粒体乙醛脱氢酶作用下生成乙酸并进入三羧酸循环,最终被氧化生成水和二氧化碳。当大量或长期摄入酒精时,可能会减少乙醛的反应,并降低乙醛脱氢酶活力,从而使其不能正常进行氧化反应代谢,造成乙醛在肝脏内积累,影响乙醇代谢[10],同时机体内抗氧化剂活性受到抑制,体内自由基(Robot Operating Sys -tem ,ROS )过量积累,并与不饱和脂肪酸相互作用,产生脂质过氧化物和蛋白质加合物 ,导致肝细胞坏死,最终造成严重的酒精相关肝损伤[14][15]。饮酒还会引起肠道菌群失调并改变肠道屏障功能,机体内乙醇含量过高会促进肠道部分微生物过度生长,从而使肠粘膜通透性增加,肠道内衍生的内毒素脂( Lipopolysaccharide,LPS )等会通过上皮组织进入血液循环,进而引发一系列炎症反应[16][17],最终造成肝损伤。通常ALI治疗方式包括酒精戒断、营养补充剂及药物辅助治疗等,但长期服用药物会产生一定的副作用,且价格昂贵,治疗范围有限[18][19]。本研究依托动物实验体系,着重探究红景天苷的药理特性,力求为临床医疗实践与保健品研发提供坚实的科学支撑,进而促进红景天等传统中药的现代化创新与高效应用,并为ALI寻找新的治疗方式。
[1] ZHENG T,YANG X,WU D,et al. Salidroside amelioratesinsulin resistance through activation of a mitochondria-associated AMPK/PI3K/Akt/GSK3 β pathway[J]. Br JPharmacol,2015,172(1):3284-3301.
[2] ZHENG T,BIAN F,CHEN L,et al. Beneficial effects ofrhodiola and salidroside in diabetes:potential role ofAMP-activated protein kinase[J]. Mol Diagn Ther,2019,23(4):489-498.
[3] CHIANG H M,CHEN H C,WU C S,et al. Rhodiolaplants:chemistry and biological activity[J]. J Food DrugAnal,2015,23(3):359-369.
[4] 胡静.红景天苷对乙醇诱导L-02肝细胞氧化损伤的保护作用[J].医学理论与实践,2013,26(15):1982-1983+1986.DOI:10.19381/j.issn.1001-7585.2013.15.010.
[5] 高正山.红景天苷对药物性肝损伤的保护作用及机制研究[D].西南大学,2024.DOI:10.27684/d.cnki.gxndx.2024.000062.
[6] 岳学良.红景天苷对肝纤维化的保护作用及其机制研究[D]. 郑州:郑州大学,2019.
[7] 闫珊, 周俊, 余文君, 等. 红景天苷抑制NLRP3炎症小体活性干预相关疾病的研究进展[J]. 中国药房, 2021, 32(22): 2794-2797.
[8] KAWAGUCHI T,OSATOMI K,YAMASHITA H,et al.Mechanism for fatty acid“sparing”effect on glucose-induced transcription:regulation of carbohydrate-responsiveelement-binding protein by AMP-activated protein kinase[J].J Biol Chem,2002,277(6):3829-3835.
[9] WU N,ZHENG B,SHAYWITZ A,et al. AMPK-dependentdegradation of TXNIP upon energy stress leads to enhancedglucose uptake via GLUT1[J]. Molecular Cell,2013,49(6):1167-1175.
[10] 向琴,张国泰,芦润青,等.基于文献计量分析药食同源物质缓解酒精性肝损伤研究进展[J].食品工业科技,2024,45(02):1-11.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2023060041.
[11] XIANG J Y. Interventioneffect and mechanism of Schisandra extract in mice with alcoholicliver disease[D]. Changchun:Jilin University, 2022.
[12] HAN L,RAO Z, CAO L, et al. Research progress on the prevention andtreatment of alcoholic liver injury with some medicinal and food ho-mologous foods[J]. Food and Nutrition in China,2023,29(2):57−62.
[13] QUH, GAO X, YI J J, et al. Research progress on protective effects offoodborne natural products on alcoholic liver injury[J]. Food Sci-ence,2020,41(17):283−290.
[14] MENG W W,LIU H R, ZHANG W G, et al. Research progress on the mechanism of action of traditional Chinese medicine in the prevention and treat-ment of alcoholic liver disease[J]. Chinese Traditional and HerbalDrugs,2022,53(3):868−881.
[15] LI Y Y, HUA Y F, ZHOU J Y. Patho-genesis of alcoholic liver disease[J]. Clinical Focus,2016,31(7):723−726.
[16] ZHANG L. Preventive effect andmechanism of compound Codonopsis albiflora on alcoholic liver in-jury[D]. Yanji:Yanbian University, 2007.
[17] YUAN C K, SHEN W J,WU X K, et al. New progress in clinical application of puerarin[J].Information of Traditional Chinese Medicine,2011,28(6):125−127.
[18] XIANG J Y. Interventioneffect and mechanism of Schisandra extract in mice with alcoholicliver disease[D]. Changchun:Jilin University, 2022.
[19] WU Y X,GENG J Z, WANG Z N, et al. Analysis of research status of ricewine based on bibliometrics[J]. Science and Technology of FoodIndustry,2022,43(21):327−335. 
1. 研究视角创新:聚焦红景天苷与酒精性肝损伤中NLRP3炎症小体激活的关系。此前虽知红景天苷对多种肝损伤有保护作用,NLRP3炎症小体在酒精性肝损伤中也有涉及,但将二者结合研究较少,此研究填补了该领域的部分空白 。
2. 潜在应用创新:为酒精性肝损伤治疗提供新的药物选择和策略。如果确定红景天苷能有效抑制酒精性肝损伤小鼠NLRP3炎症小体激活,就为开发以红景天苷为基础的治疗药物或辅助治疗方案提供了理论依据,具有潜在临床应用价值。 
 1.技术路线
构建模型:酒精性肝损伤小鼠 ——进行实验:按照实验步骤进行实验——数据检测:肝功能ALT、AST,肝脏病理组织学观察,炎症因子IL-6、TNF-α检测,免疫荧光法检测NLRP3炎症小体在肝脏组织中的定位和激活情况—— 得出结论:红景天苷通过调控NLRP3炎症小体的激活改善急性酒精性肝损伤

2.拟解决的科学问题
① 红景天苷是否通过特异性抑制NLRP3炎症小体的组装与活化(如NLRP3-ASC-Caspase-1复合物形成),减轻酒精性肝损伤中的炎症反应?
② 其抑制作用是否与调控上游信号通路(如NF-κB介导的炎症小体“启动信号”)相关?

3.预期研究结果
① 分子机制:明确红景天苷通过抑制NLRP3炎症小体的激活改善酒精性肝损伤。
② 理论成果:发表相关学术论文1篇。 
第一阶段:查阅文献,设计实验方案,准备实验材料,购买实验动物和试剂,完成动物分组。

第二阶段:建立酒精性肝损伤小鼠模型,进行红景天苷干预,期间密切观察小鼠状态。

第三阶段:采集小鼠血液和肝脏组织,进行各项指标检测,包括血清ALT、AST检测,肝脏组织病理学观察,炎症因子IL - 6、TNF - α 检测,免疫荧光法检测NLRP3炎症小体在肝脏组织中的定位和激活情况,Western blot检测相关蛋白表达等。

第四阶段:分析实验数据,探讨红景天苷对酒精性肝损伤小鼠NLRP3炎症小体激活的作用机制,撰写研究报告和学术论文。。 
申请人指导教师目前从事慢性病的营养干预领域的研究,主持在研山东省自然科学基金项目(海藻酸钠对小鼠酒精性肝损伤的保护作用及其机制研究,ZR2023QC291),山东省中医药科技项目(红景天苷通过调控内质网应激介导的NLRP3炎症小体的激活改善急性酒精性肝损伤,Q-2023130),均为酒精性肝损伤的营养干预及机制评价,这些研究成果与本项目的研究内容具有衔接性,为项目的开展奠定了坚实的理论和实验基础。以第一作者或者共同作者发表SCI论文10余篇,为本项目的顺利实施提供保障。 
       申请者所在单位济宁医学院具有多个山东省重点学科和行为医学等多个省级重点实验室,具备良好的研究平台和优越的实验条件,具有完成本项研究的仪器设备,其中包括台式冷冻离心机(德国 Eppendorf 公司)、流式细胞仪(美国 BD)、PCR 基因扩增仪、凝胶成像及分析系统(美国 UVP 公司)、组织切片机(美国徕卡公司)、组织脱水机(美国徕卡公司)、荧光分光光度计(HITACHI 650-60)、荧光定量 PCR 仪(美国 ABI 公司)、激光共聚焦显微镜、超低温冰箱 R686VLT (美国 INVETRO 公司)等,能满足本课题需求,为本项目的完成提供有力支持。研究依托单位图书馆文献信息资源丰富,能全文查阅国内外最新期刊。缺少的相关实验条件主要是试剂和相关实验试剂盒等耗材,后续可以通过采购进行解决。

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 22000.00 15400.00 6600.00
1. 业务费 11000.00 7700.00 3300.00
(1)计算、分析、测试费 9000.00 6300.00 2700.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 0.00 0.00 0.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 2000.00 1400.00 600.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 0.00 0.00
4. 材料费 11000.00 7700.00 3300.00
结束