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8-O-乙酰哈巴苷调控髓源性抑制细胞保护免疫相关肝损伤及机制研究

申报人:刘子钰 申报日期:2025-03-19

基本情况

2025创新项目
8-O-乙酰哈巴苷调控髓源性抑制细胞保护免疫相关肝损伤及机制研究 学生申报
创新训练项目
医学
基础医学类
学生来源于教师科研项目选题
二年期
免疫相关肝损伤是由免疫系统异常激活引起的肝脏炎症性损伤,其发病机制复杂,涉及T细胞过度活化、细胞因子风暴和氧化应激等过程,严重者可导致急性肝功能衰竭。刀豆蛋白A(Concanavalin A, Con A)诱导的小鼠肝损伤模型是经典的免疫介导肝损伤模型,因其高度模拟T细胞介导的肝炎和肝损伤而被广泛应用。髓源性抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells, MDSCs)是一类具有强免疫抑制功能的异质性髓系细胞群,研究表明MDSCs在免疫相关肝损伤的调控中具有重要意义,通过增强MDSCs的功能或提高其数量,可以减轻肝脏炎症和组织损伤。8-O-乙酰哈巴苷(8-O-acetylharpagide, 8-O-AHG)是一种环烯醚萜苷类化合物,具有显著的抗炎、抗氧化及免疫调节作用。我们前期研究结果表明,8-O-乙酰哈巴苷对Con A诱导的小鼠肝损伤具有显著的保护作用,同时可提高肝脏中MDSCs的比例。本课题将在前期工作基础上,进一步阐明8-O-乙酰哈巴苷调控MDSCs保护免疫相关肝损伤的具体机制,为8-O-乙酰哈巴苷治疗相关肝脏疾病提供理论基础。
       负责人曾参加2024年省级大学生创新训练项目1项,具备一定的科研思维,已经掌握细胞培养、小鼠鉴定、免疫印记实验、氧化应激指标测定、ELISA等相关实验技术。
1. 山东省自然科学基金,ZR2021MH287, 干扰素调节因8通过RIP3调控 LPS 介导的巨噬细胞程序性坏死参与急性肝衰竭发病及机制研究,2022.1-2024.12,10万元,在研,主持。
2. 济宁医学院贺林院士新医学临床转化工作站科研基金,白术内酯-I(ART-I)调控 M1 型巨噬细胞极化对急性肝衰竭保护作用及其机制研究,JYHL2021ZD01,2022.01-2024.12,20万,在研,主持。
3. 济宁医学院贺林院士新医学临床转化工作站科研基金,山茱萸新苷调控髓源抑制性细胞对免疫相关肝损伤的保护作用及机制研究,JYHL2022MS21,2023.01-2025.12,10万元,在研,主持。
4. 山东省卫生健康委员会,Caspase 抑制剂Z-VAD-FMK 对炎症性肠病发病的影响及机制研究,202202070388,2023.01-2024.12,2 万元,在研,主持。
       指导教师长期从事肝脏疾病发病机制及治疗策略研究,具有丰富的科学研究经验,在课题设计、实验技术等方面可以给予专业的指导。指导教师所在团队隶属于济宁医学院免疫学“泰山学者”实验室,具有完善的基础设施、实验设备及充足的科研经费,可以为课题顺利开展提供保障。
省级

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
刘子钰 临床医学院(附属医院) 儿科学(本科) 2022 细胞培养及动物模型构建
张新宇 医学影像与检验学院 医学影像学(本科) 2024 组织病理学检测
安中蕾 护理学院 护理学(四年制本) 2024 ELISA检测及流式细胞术检测
孙薛阳 临床医学院(附属医院) 临床医学(本科-临床医学院) 2022 Q-PCR 检测
陈文烜 临床医学院(附属医院) 临床医学(圣地卓越医师班) 2023 氧化应激指标检测
马一鸣 临床医学院(附属医院) 儿科学(本科) 2022 Western blot检测

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
张惠 基础医学院
闫风连 基础医学院

立项依据

1.  明确8-O-乙酰哈巴苷在 Con A 诱导免疫相关肝损伤模型中的作用。
2. 探究8-O-乙酰哈巴苷对MDSCs的调控作用以及这一调控作用在Con A 诱导免疫相关肝损伤中的作用
3. 阐明8-O-乙酰哈巴苷调控MDSCs的分子机制,为8-O-乙酰哈巴苷治疗免疫相关肝损伤提供理论依据。
1. 明确 8-O-乙酰哈巴苷在 Con A 诱导的免疫相关肝损伤中的作用。
  1.1 构建 Con A 诱导的免疫相关肝损伤模型,摸索 8-O-乙酰哈巴苷 的用药浓度及给药时间。
  1.2 检测 8-O-乙酰哈巴苷处理对 Con A 诱导的免疫相关肝损伤生存率的影响。
  1.3 检测 8-O-乙酰哈巴苷处理对 Con A 诱导的免疫相关肝损伤相关指标的影响。
     1.3.1 检测血清中转氨酶 ALT、AST 含量。
     1.3.2 HE染色观察肝脏组织学变化。
     1.3.3 TUNEL 检测肝脏细胞凋亡。
     1.3.4 Q-PCR 检测肝脏、脾脏中炎症相关因子表达水平。
     1.3.5 ELISA 检测血清中炎症细胞因子的表达情况。
     1.3.6 肝脏组织检测 CAT、SOD、MDA 以及 GSH 等氧化应激相关指标。

2. 探讨MDSCs在8-O-乙酰哈巴苷保护 Con A 诱导的免疫相关肝损伤中的作用。
  2.1 体内实验:构建 Con A 诱导的肝损伤模型,用合适浓度的8-O-乙酰哈巴苷处理。
     2.1.1 流式细胞术检测不同处理组小鼠血、脾脏以及肝脏单个核细胞中MDSCs的比例。
     2.1.2 qPCR 检测肝脏组织中MDSCs相关细胞因子的表达情况,例如IL-10、NOX1、iNOS 等。
     2.1.3 ELISA 检测血清中MDSCs相关细胞因子 Arg-1、IL-10 等的表达情况。
  2.2 MDSCs回输实验:用Gr-1抗体删除体内MDSCs,体外诱导MDSCs,加入合适浓度的8-O-乙酰哈巴苷处理,检测MDSCs活性后,回输到小鼠体内,然后构建 Con A 诱导的免疫相关肝损伤模型,体内验证MDSCs在8-O-乙酰哈巴苷缓解 Con A 诱导的免疫相关肝损伤中的作用。
     2.2.1 检测血清中转氨酶 ALT、AST 含量。
     2.2.2 HE染色观察肝组织学变化。
     2.2.3 qPCR检测肝脏、脾脏中炎症相关因子表达水平。
     2.2.4 ELISA检测血清中炎症细胞因子的表达情况。

3. 研究8-O-乙酰哈巴苷调控MDSCs在保护 Con A 诱导的免疫相关肝损伤中的作用机制。
 体外诱导MDSCs,加入不同浓度的8-O-乙酰哈巴苷处理:
  3.1 CCK8 法检测8-O-乙酰哈巴苷对MDSCs活性的影响。
  3.2 流式细胞术检测不同浓度的8-O-乙酰哈巴苷处理对MDSCs的影响。
  3.3 qPCR 检测不同浓度8-O-乙酰哈巴苷处理的MDSCs相关分子IL-10、NOX1、iNOS等表达情况。
  3.4 ELISA 检测培养上清中MDSCs相关分子 Arg-1、IL-10 等的表达情况。
  3.5 分选不同处理组的MDSCs与T细胞共培养,检测MDSCs对T细胞活化、增殖及相应细胞因子分泌的影响。
  3.6 Western blot检测TLR4下游基因JNK、ERK、 p38、NF-κB p65、p-JNK、p-ERK、p-p38、p-p65及MDSCs特异性转录因子STAT3和p- STAT3的蛋白表达水平。
       肝脏,作为人体内最大的腺体,同时也是重要的免疫器官,富含大量固有免疫和适应性免疫细胞,在机体的各项生理活动中占据着举足轻重的地位[1]。肝脏疾病,包括病毒性肝炎、药物性肝炎及自身免疫性肝炎等均可发展为慢性肝炎、肝硬化和肝癌,严重威胁人类健康。研究发现,免疫因素在各种肝病的发生与发展进程中起着关键作用。免疫相关肝损伤是指由免疫系统异常激活或免疫调节失衡引起的肝脏损伤,这种病变可由多种原因引起,如病毒感染、药物、自身免疫性疾病等[2]近年来,随着免疫检查点抑制剂(Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs)的临床应用,在欧洲、美国以及亚洲等地,免疫介导的肝炎病例呈现出逐渐增多的态势,我国此类疾病患者的检出率亦逐年攀升[3]。但目前临床治疗面临诸多困境,现有的治疗手段对免疫系统及内分泌系统均存在较为显著的副作用。因此,进一步深入阐明该类疾病的发病机制并探索新的治疗手段,对于疾病的防治具有重要意义。
 一、免疫相关肝损伤的发病机制
       免疫相关肝损伤(immune-related liver injury, IRLI)在多种病理状态下发生,尽管其临床表现和具体诱因不同,IRLI的核心机制均涉及适应性免疫和固有免疫的失调、促炎性细胞因子的过度释放及肝脏炎症微环境的紊乱。
       1. 肝脏免疫系统的独特性与IRLI的发生基础
       肝脏是体内最大的代谢器官,也是一个免疫耐受器官,其独特的免疫微环境使其能够容忍大量的抗原性物质(如肠道来源的细菌、毒素和食物抗原)。这一免疫耐受环境主要由肝脏固有免疫系统和适应性免疫系统的协调作用维持[2],包括以下特点:(1)肝脏内抗原递呈细胞的作用:肝脏内存在大量抗原递呈细胞,如Kupffer细胞、肝窦内皮细胞和树突状细胞,它们通过表达低水平的共刺激分子和高水平的免疫抑制分子(如PD-L1)维持免疫耐受[3]。(2)T细胞的免疫调控:肝脏中效应性T细胞的功能通常受到抑制,调节性T细胞(Regulatory T cells,Tregs)比例较高,进一步增强了免疫耐受。(3)固有免疫的特性,肝脏固有免疫系统以Kupffer细胞、自然杀伤(Natural Killer,NK)细胞和自然杀伤T(Natural Killer T,NKT)细胞为主,它们在病原体感染或免疫刺激条件下迅速响应。然而,当肝脏遭遇免疫检查点抑制剂、病毒感染或其他刺激时,这一免疫平衡被破坏,肝脏从免疫耐受状态转向炎症性免疫激活状态,从而引发IRLI[4]
       2. 适应性免疫的异常激活
       适应性免疫的失控是IRLI发生的关键驱动力,主要涉及效应性T细胞(Effector T cells,Teff)的过度活化和Tregs的功能失调。在IRLI中,CD4+T细胞通过分泌促炎性细胞因子(如IFN-γ和IL-2)调控炎症反应,尤其是辅助性T细胞(Helper T cells,Th)1和Th17细胞的激活起着至关重要的作用。Th1细胞通过分泌干扰素(Interferon,IFN)-γ和肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor, TNF)-α,直接促进炎症反应和肝细胞损伤。Th17细胞分泌白介素(Interleukin,IL)-17,招募中性粒细胞和单核细胞至肝脏,进一步加重炎症。CD8+T细胞作为细胞毒性T细胞(Cytotoxic T cells,CTLs),在IRLI中直接攻击肝细胞。通过分泌穿孔素和颗粒酶B,它们可以诱导肝细胞凋亡。此外,活化的CD8+T细胞也能释放IFN-γ和TNF-α,放大炎症反应。Tregs通过分泌抗炎性细胞因子(如IL-10和TGF-β)维持免疫耐受。然而,在IRLI中,Tregs的数量减少或功能受损会导致效应性T细胞的失控,进一步加剧肝脏的炎症损伤[5]
       3. 固有免疫的放大效应
       先天免疫系统在IRLI的早期阶段起重要作用,主要涉及固有免疫细胞(如Kupffer细胞、NK细胞和NKT细胞)的异常激活和促炎性细胞因子的释放。Kupffer细胞是肝脏中重要的巨噬细胞,能够识别病原相关分子模式(Pathogen-Associated Molecular Patterns,PAMPs)和损伤相关分子模式(Damage-Associated Molecular Patterns,DAMPs)。在IRLI中,Kupffer细胞被激活后,释放大量促炎性细胞因子(如IL-1β、TNF-α和IL-6)以及趋化因子,吸引其他炎症细胞进入肝脏[6]。此外,Kupffer细胞还能通过表达共刺激分子(如CD80和CD86)激活T细胞,进一步放大炎症反应。NK细胞在IRLI中具有双重作用。被激活的NK细胞通过分泌穿孔素和颗粒酶B直接诱导肝细胞凋亡,同时释放IFN-γ和TNF-α,进一步激活效应性T细胞[7]。NKT细胞是IRLI的重要参与者,它们通过识别脂类抗原和糖脂抗原被激活,快速分泌大量的IFN-γ和IL-4。
        4. Con A诱导的小鼠肝损伤模型
        Con A诱导的小鼠肝损伤模型是研究T细胞介导肝损伤和免疫相关肝损伤的重要工具[5]。该模型的核心机制是通过激活T细胞和NKT细胞,引发细胞因子风暴和免疫介导的肝损伤。Con A作为一种特异性的T细胞激活剂,通过结合肝窦内皮细胞和树突状细胞表面的甘露糖受体,诱导抗原递呈细胞的激活,进一步刺激效应性CD4+ T细胞和CD8+ T细胞的活化。被激活的T细胞分泌大量的IFN-γ和TNF-α,这些细胞因子不仅直接损伤肝细胞,还通过招募其他免疫细胞(如中性粒细胞、巨噬细胞、NK细胞等)加剧肝脏的炎症反应。近年来的研究发现,Th1细胞主导的免疫反应在Con A诱导的肝损伤中起核心作用,而Th17细胞通过分泌IL-17进一步扩大了炎症反应范围。另外,在Con A诱导的肝损伤中,调节性T细胞和MDSCs等免疫调节细胞的功能失衡是损伤加剧的重要原因[9]。研究表明,Con A模型中Tregs的比例显著降低,其抑制效应性T细胞和调控免疫反应的能力受损。此外,MDSCs数量减少或功能障碍导致其对炎症反应的抑制作用减弱,这些变化共同推动了肝脏的免疫介导性损伤。
二、髓源性抑制细胞(MDSCs)在免疫相关肝损伤中的作用
       1. MDSCs的来源与特征
       MDSCs是一类来源于骨髓的免疫抑制细胞群,包括髓系前体细胞、不成熟的粒细胞、单核巨噬细胞及树突状细胞等。在机体处在炎症、肿瘤或者感染等病理状态时发挥着重要的调节作用。在小鼠中,MDSCs表达Gr-1和CD11b两种表面标志,根据Gr-1表位(Ly6G和Ly6C)的不同,可将MDSCs细分为2个亚群:粒细胞样MDSCs(CD11b+ Ly6G+ Ly6Clow,G-MDSCs)和单核细胞样MDSCs(CD11b+ Ly6G- Ly6Chi,M-MDSCs)。MDSCs的扩增与活化与多条信号通路有关,包括NF-κB通路、JAK-STAT3通路以及PI3K-Akt通路等;G-MDSCs形态和功能类似中性粒细胞,主要通过释放活性氧(reactive oxygen species,ROS)抑制T细胞活性[10]。M-MDSCs形态和功能接近单核细胞,能够通过释放精氨酸酶-1(Arginase-1,Arg-1)和诱导型一氧化氮合酶(Inducible Nitric Oxide Synthase,iNOS)介导的机制抑制免疫反应。 MDSCs在免疫逃逸、免疫耐受以及炎性反应等多种病理过程发挥重要作用。
       2. MDSCs在肝损伤中的作用
       虽然MDSCs的研究最初主要集中在其在肿瘤中的作用,但随着MDSCs研究的深入,目前发现其在感染疾病、自身免疫病、妊娠、移植以及肥胖中也会积累并发挥作用。关于MDSCs与肝脏疾病关系的研究取得了一定进展。在慢性肝病如肝硬化、肝癌等疾病中,研究发现MDSCs的数量和功能发生了显著变化。在肝炎患者中,IL - 6 迅速大量分泌,通过与膜结合型 IL - 6 受体(IL - 6R)或可溶性 IL - 6R 结合,激活 JAK - STAT 等信号通路,与粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor,GM-CSF)发挥协同作用,从而使机体内MDSCs数量增多,其可能通过抑制机体的免疫反应,参与肝脏免疫耐受的形成,这不利于机体对病毒感染的清除以及对肿瘤细胞的免疫监视[11]。在慢性丙型肝炎病毒感染病人中MDSCs通过抑制T细胞增殖和IFN-γ的产生发挥作用;另外,在人肝癌发病过程中MDSCs还可通过抑制NK细胞功能发挥作用;同时MDSCs还能通过分泌IL-10和TGF-β,促进巨噬细胞从促炎的M1型向抗炎的M2型极化,进一步缓解炎症反应。
       研究表明,在Con A诱导的肝损伤模型中,MDSCs也扮演重要角色,可以通过抑制T细胞增殖和炎症反应保护Con A诱导的肝损伤。增加MDSCs的数量或增强其功能,可以显著减少肝脏炎症、降低血清转氨酶水平及改善肝组织病理学变化[12]
三、8-O-乙酰哈巴苷的药理作用与研究进展
       根据免疫相关肝损伤发病机制的复杂性,研究表明,靶向调节免疫系统的某一或多个环节,有望成为其防治的新策略。因此,具有多靶点免疫调节作用的中医药无疑为人们带来了新的希望。8-O-乙酰哈巴苷(8 - O – acetylharpagide,8-O-AHG,分子式C17H26O11)是一种天然来源的环烯醚萜苷类化合物,主要存在于玄参科植物如地黄、玄参等中。近年来,随着天然产物在抗炎、抗氧化及免疫调节领域的广泛应用,8-O-乙酰哈巴苷因其独特的药理特性受到越来越多的关注。研究表明,8-O-乙酰哈巴苷具有显著的包括抗肿瘤、抗炎、抗氧化、神经保护及免疫调节作用[13]尤其在免疫相关疾病和慢性炎症性疾病中的应用潜力已成为研究热点。
       1. 8-O-乙酰哈巴苷的药代动力学特征与肝脏代谢
       8-O-乙酰哈巴苷在体内的药代动力学特征对其在肝脏疾病中的应用具有重要意义。研究显示,8-O-乙酰哈巴苷在大鼠体内的分布和代谢具有一定的规律[14]。通过尾静脉注射给药后,8-O-乙酰哈巴苷在肝脏中的质量浓度在给药后30分钟达到峰值。此外,其在体内的消除相对较慢,主要通过尿液排出。这种药代动力学特征表明,8-O-乙酰哈巴苷在肝脏中具有一定的滞留时间,为其发挥药理作用提供了基础。
       2. 8-O-乙酰哈巴苷的生物学功能
       8-O-乙酰哈巴苷在抗肿瘤方面表现出显著的活性。研究表明,它可以通过多种机制抑制肿瘤细胞的增殖和诱导细胞凋亡。例如,在结肠癌HCT116细胞实验中,8-O-乙酰哈巴苷能够阻滞细胞周期于G1期,并显著增加细胞凋亡率。其作用机制主要涉及抑制Wnt信号通路,导致β-catenin、CyclinD1、Survivin、c-Myc和Bcl-2等蛋白的表达显著降低,同时上调凋亡相关蛋白Bax和cleaved-caspase3的表达。此外,在乳腺癌小鼠模型中,8-O-乙酰哈巴苷能够显著减少肿瘤体积和重量,其机制可能与调节初级胆汁酸生物合成和花生四烯酸代谢以及调节肠道菌群的丰度有关[15]
       8-O-乙酰哈巴苷可通过多种方式发挥抑炎作用,研究表明,8-O-乙酰哈巴苷可抑制NF-κB信号通路的活化,减少促炎性细胞因子的表达(如TNF-α、IL-1β和IL-6),显著缓解炎症反应[16]。在脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导的巨噬细胞炎症模型中,8-O-乙酰哈巴苷显著抑制了炎性因子的产生,并降低了下游炎症介质(如环氧合酶-2)的水平。在关节炎模型中,8-O-乙酰哈巴苷通过调控MAPK通路,显著减少关节炎症状和软骨损伤。炎症小体(如NLRP3炎症小体)是许多炎症性疾病的重要靶点。8-O-乙酰哈巴苷还可通过抑制NLRP3炎症小体的组装,减少IL-1β和IL-18的分泌,从而发挥抗炎作用。
       3. 8-O-乙酰哈巴苷在肝脏疾病中的作用
       肝脏炎症是多种肝脏疾病的共同病理特征,8-O-乙酰哈巴苷的抗炎作用为其在肝脏疾病中的应用提供了理论依据。研究表明,8-O-乙酰哈巴苷能够抑制人肝癌细胞(HepG2)中由脂多糖(LPS)诱导的环氧化酶2的表达,其机制与抑制核转录因子κB(Nuclear Factor-kappa B,NF-κB)的核转移和NF-κB抑制蛋白激酶α(IκBα)的降解有关。此外,其抗氧化作用也可能对肝脏具有保护作用,尤其是在氧化应激相关的肝损伤中。肝脏纤维化是慢性肝病进展的重要阶段,其特征是细胞外基质的过度沉积。虽然目前尚未有直接研究8-O-乙酰哈巴苷对肝脏纤维化的治疗作用,但其抗炎和抗氧化特性提示其可能对肝脏纤维化具有一定的干预潜力。例如,通过抑制炎症反应和氧化应激,8-O-乙酰哈巴苷可能有助于减轻肝细胞损伤和抑制肝星状细胞的活化,从而延缓纤维化进程。另外,8-O-乙酰哈巴苷可能通过调节肝脏代谢途径对肝脏疾病产生影响。已有研究显示,其对胆汁酸代谢和花生四烯酸代谢具有调节作用。这种代谢调节作用可能对肝脏功能的恢复和改善具有重要意义,尤其是在非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)和肝硬化等代谢性肝脏疾病中[17]
       虽然8-O-乙酰哈巴苷在肝脏保护作用方面已经有了部分研究成果,但具体机制尚未完全阐明,尤其是8-O-乙酰哈巴苷是否可以通过调控免疫细胞发挥保肝作用,还未发现相关报导。我们的前期利用小鼠Con A诱导的肝损伤模型,采用8-O-乙酰哈巴苷进行预处理,发现8-O-乙酰哈巴苷可以显著降低血清中转氨酶ALT、AST的水平,明显改善肝脏组织病理损伤,同时8-O-乙酰哈巴苷预处理可显著增加肝脏中MDSCs比例。以上结果提示8-O-乙酰哈巴苷有可能通过提高MDSCs的比例发挥保肝作用。结合以上工作基础,本课题拟通过体内外实验进一步明确8-O-乙酰哈巴苷是否通过调控MDSCs发挥肝脏保护作用及其具体机制,为人们研究免疫相关肝损伤的作用机制提供理论支撑,并为临床治疗相关疾病提供实验依据。
参考文献
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1. 8-O-乙酰哈巴苷是一种传统的中药活性成分,在免疫相关肝损伤中的作用尚未有报导,我们发现苏8-O-乙酰哈巴苷可有效缓解 Con A 诱导的肝损伤,并将深入研究8-O-乙酰哈巴苷在免疫相关肝损伤的作用。
2. 本研究的实验设计具有系统性,结合网络药理学分析方法,从细胞水平、动物水平等多方面展开研究,创新性的以MDSCs细胞为靶点,探索8-O-乙酰哈巴苷保护 Con A 诱导的免疫相关肝损伤的具体机制,可为今后免疫相关肝损伤的研究提供理论参考。
3. 本项目研究为8-O-乙酰哈巴苷的应用提供了新的思路,为免疫相关肝损伤的治疗提供了新的方法参考。
1. 技术路线
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2. 拟解决的问题
(1)8-O-乙酰哈巴苷在免疫相关肝损伤中的作用尚未有报导,本项目重点之一就是探索8-O-乙酰哈巴苷在 Con A 诱导的肝损伤中发挥的作用。
(2)MDSCs在肿瘤、感染、炎症等病理中具有重要作用。但是8-O-乙酰哈巴苷是否可以通过调控MDSCs保护 Con A 诱导的免疫相关肝损伤还不明确。本项目将通过流式细胞术、免疫荧光、MDSCs回输实验等技术明确在 Con A 诱导的免疫相关肝损伤中8-O-乙酰哈巴苷对MDSCs的调控作用。
(3)8-O-乙酰哈巴苷调控MDSCs的机制尚未被阐明,本项目将通过 RNA-seq、Western blot 探索8-O-乙酰哈巴苷调控MDSCs的具体机制。

3. 预期成果
       免疫相关肝损伤可在多种病理状态下发生,其发病机制复杂,涉及T细胞过度活化、细胞因子风暴和氧化应激等过程,严重者可导致急性肝功能衰竭,目前应对免疫相关肝损伤的治疗手段有限,副作用大。本项目研究8-O-乙酰哈巴苷通过调控MDSCs对Con A诱导的肝损伤的作用及其机制,有望为免疫相关肝损伤的治疗提供了新的思路。本研究预期发表学术论文1-2篇,培养学生2-3人。
2025.06-2025.12
       检测8-O-乙酰哈巴苷预处理对Con A诱导的肝损伤生存率的影响;检测8-O-乙酰哈巴苷预处理对Con A诱导的肝损伤相关指标的影响:包括血清检测转氨酶ALT、AST含量、以及炎症相关细胞因子水平;HE染色观察肝组织学变化;TUNEL检测肝脏细胞凋亡;QPCR检测脾脏、肝脏中炎症相关细胞因子表达水平;检测肝脏氧化应激相关指标,包括MPO、SOD、MDA和GSH的含量。
2026.01-2026.06
        检测MDSCs在8-O-乙酰哈巴苷保护Con A诱导的肝损伤中是否有作用,包括检测血单个核细胞中MDSCs比例变化、检测脾脏中MDSCs的比例变化、肝脏单个核细胞MDSCs比例变化。
2026.07-2026.12
       用Gr-1抗体删除体内MDSCs,并将体外培养的MDSCs回输进小鼠体内,并检测肝损伤相关指标,验证MDSCs在8-O-乙酰哈巴苷保护Con A诱导的肝损伤中作用。分离不同组的肝脏单个核细胞用免疫磁珠分选技术分选得到MDSCs,体外与T细胞共培养检测其对T细胞增殖的影响。
2027.01-2027.06
       体外诱导MDSCs检测8-O-乙酰哈巴苷对MDSCs的影响,包括对MDSCs比例的影响、MDSCs抑制功能相关基因IL-10、Nox1、iNOS、 Arg-1 mRNA的表达水平检测、western检测TLR4下游基因JNK、ERK、 p38、NF-κB p65、p-JNK、p-ERK、p-p38、p-p65及MDSCs特异性转录因子STAT3和p- STAT3蛋白表达水平等。整理实验结果,并撰写论文、投稿,准备结题相关事项。
1. 与本项目有关的研究积累和已取得的成绩
   1.1 与本项目有关的研究积累
       本项目指导教师及其所在团队长期进行肝脏免疫学及肝脏疾病研究,申请了多项相关研究课题,并且发表了多篇相关研究成果,能够给予相应的指导。近5 年在肝损伤方面的相关研究成果如下:
(1)Zhang H#, Gao M#, Wang H#, Zhang J, Wang L, Dong G, Ma Q, Li C, Dai J, Li Z, Yan F*, Xiong H*. Atractylenolide I prevents acute liver failure in mouse by regulating M1 macrophage polarization. Sci Rep. 2025 Feb 1;15(1):4015.
(2)Yan F#, Li W#, Sun X, Wang L, Liu Z, Zhong Z, Guo Z, Liu Z, Gao M, Zhang J, Wang C, Dong G, Li C, Chen S*, Xiong H*, Zhang H*. Sappanone A Ameliorates Concanavalin A-induced Immune-Mediated Liver Injury by Regulating M1 Macrophage Polarization. Inflammation. 2024 Nov 26.
(3)Wang L#, Yan F#, Zhang J, Xiao Y, Wang C, Zhu Y, Li C, Liu Z, Li W, Wang C, Liu J, Zhang H*, Xiong H*, Shi D*. Cornuside improves murine autoimmune hepatitis through inhibition of inflammatory responses. Phytomedicine. 2023 Nov;120:155077.
(4)Yan, F., Cheng, D., Wang, H., Gao, M., Zhang, J., Cheng, H., Wang, C., Zhang, H*.,Xiong, H*., Corilagin Ameliorates Con A-Induced Hepatic Injury by Restricting M1 Macrophage Polarization[J]. Front Immunol, 2021. 12:807509.
(5)Wang H, Li X, Dong G, Yan F, Zhang J, Shi H, Ning Z, Gao M, Cheng D, Ma Q, Wang C, Zhao M, Dai J, Li C, Li Z, Zhang H*, Xiong, H*, Toll-like Receptor 4 Inhibitor TAK-242 Improves Fulminant Hepatitis by Regulating Accumulation of Myeloid-Derived Suppressor Cell[J]. Inflammation, 2021. 44(2):671-681
(6)Zhang H#, Bai Y#, Gao M, Zhang J, Dong G, Yan F, Ma Q, Fu X, Zhang Q, Li C, Shi H, Ning Z, Dai J, Li Z, Ming J, Xue Q, Si C*, Xiang H*, Hepatoprotective effect of capsaicin against concanavalin A-induced hepatic injury via inhibiting oxidative stress and inflammation[J]. American Journal of Translational Research, 2019. 11(5):3029-3038.
(7)Liu Z, Gao M, Yan F, Zhang H, Wang L, Zhao Y, Zhao H, Xie X, Li C, Dai J, Xiong H*, Zhang J*. Cucurbitacin IIb mitigates concanavalin A-induced acute liver injury by suppressing M1 macrophage polarization. Int Immunopharmacol. 2025 Feb 6;147:113964.
(8)Liu Z, Yan F, Zhang H, Wang L, Zhao Y, Zhao H, Li C, Dai J, Yu B, Xiong H*, Zhang J*. Zingerone attenuates concanavalin A-induced acute liver injury by restricting inflammatory responses. Int Immunopharmacol. 2024 Dec 5;142(Pt B):113198.
(9)Zhang J, Cheng D, Zhang H, Liu Z, Gao M, Wei L, Yan F, Li C, Wang L, Dong G, Wang C, Zhao M, Zhu Y, Xiong H. Interleukin 28A aggravates Con A-induced acute liver injury by promoting the recruitment of M1 macrophages. FASEB J. 2024 Jan 31;38(2):e23443.
(10)Yao X, Jin G, Liu D, Zhang X, Yang Y, chen Y, Duan Z, Bi Y, Yan F, Yang Y, Zhang H, Dong G, Li S, Cheng S, Tang H, Hong F*, Si C*, Inducible nitric oxide synthase regulates macrophage polarization via the MAPK signals in concanavalin A‐induced hepatitis[J]. Immunity, Inflammation and Disease, 2022. 10(7).
   
    1.2 项目组人员结构合理,有较好的实验基础
       本项目组成员来自不同年级、不同专业,人员结构合理,能保证足够的时间促进项目进展。且项目组成员已在指导教师所在实验室接受了一年左右实验技术的学习,已掌握了相关实验的原理以及基本操作方法,例如流式细胞术、ELISA、QPCR、Western blot、氧化应激指标检测等,也为该课题的顺利开展提供了一定保障。
   
    1.3 本项目的前期工作基础
       针对该项目,我们做了相应的预实验。设计如下:购买 6 周雄性 C57BL/6 小鼠,于本实验室动物房内适应 1 周,给与不同剂量8-O-乙酰哈巴苷(AHG)进行预处理。8-O-乙酰哈巴苷经腹腔注射,3h 后尾静脉注射 Con A,12 h 后处死小鼠,收集血清及肝脏组织。前期研究结果如下: 
(1)8-O-乙酰哈巴苷可显著降低模型小鼠血清转氨酶的升高。

                                           summernote-img
                                                                    图1. 小鼠血清中转氨酶ALT、AST的水平。*P<0.05,**P<0.01。

(2)8-O-乙酰哈巴苷预处理可改善Con A引起的肝脏病理损伤。
                                           
                                                 summernote-img

                                                                          图2. 肝脏组织HE染色,放大倍数分别为100倍和200倍。

(3)8-O-乙酰哈巴苷预处理可改善Con A引起的肝脏细胞凋亡。
                                                summernote-img
                               
                                                                        图3. 肝脏组织TUNEL染色,放大倍数分别为100倍和200倍。

(4)8-O-乙酰哈巴苷预处理可提高肝脏中MDSCs 及MDSCs亚型G-MDSCs、M-MDSCs的比例。
                                    summernote-img
           图4. 8-O-乙酰哈巴苷预处理后流式细胞术检测肝脏中MDSCs比例。A,B 总MDSCs比例;C,D MDSCs亚型G-MDSCs、M-MDSCs的比例。*P<0.05,**P<0.01。

(5)8-O-乙酰哈巴苷处理的MDSC回输小鼠体内可显著降低小鼠血清转氨酶的升高
       6-8周龄C57BL/6雄性小鼠,分为四组,按照分组尾静脉注射抗Gr-1抗体(250μg/只)清除体内MDSCs,24小时后回输体外培养的MDSCs细胞(2×106/只),12小时后小鼠尾静脉注射Con A构建肝损伤模型,12小时后取小鼠血清检测ALT和AST。
                                                                        summernote-img

图5. 经8-O-乙酰哈巴苷处理的MDSCs回输小鼠体内,可显著降低模型小鼠血清转氨酶的升高。A. 小鼠血清中转氨酶ALT、AST的水平;B. 小鼠肝脏组织照片。*P<0.05。

       在以上前期结果的基础上我们提出假说:8-O-乙酰哈巴苷可通过调控MDSCs细胞在肝脏内的募集,从而缓解 Con A 诱导的肝损伤。因此我们后续拟以MDSCs为靶点结合网络药理学分析,深入研究8-O-乙酰哈巴苷调控MDSCs保护Con A诱导的肝损伤的具体机制。该假说还建立在国内外大量文献分析和推理的基础上,具有充分的理论依据,确保了研究目标切实可行。
       目前我们已经熟练掌握如何构建稳定的 Con A 诱导的肝损伤模型,也已经熟练的掌握了完成本项目所需要的常用方法,如 Western blot 实验、流式细胞术、ELISA、QPCR 等,满足了体内和体外实验的技术需求。本项目组指导教师所在的实验室为济宁医学院“泰山学者”海外特聘专家实验室,依托于山东省教育厅批准成立的免疫学和分子医学研究所,以及济宁市免疫学重点实验室,具有细胞生物学、分子生物学、以及免疫学相关研究必备的仪器和设备,包括细胞培养间、流式细胞仪、倒置荧光显微镜、荧光定量 PCR仪、化学发光仪、全波长酶标仪、高速冷冻离心机、超低温冰箱等,学校具备 SPF 动物房,因此现有的设备和实验条件已能满足本项目的实验需求,具备承担和完成本项目的实验条件。

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 20000.00 出版论文,购买ELISA试剂盒,Western Blot抗体、细胞培养等实验试剂、耗材及购买实验动物 17000.00 3000.00
1. 业务费 3000.00 0.00 3000.00
(1)计算、分析、测试费 0.00 0.00 0.00
(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 3000.00 出版论文 0.00 3000.00
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 17000.00 购买ELISA试剂盒,Western Blot抗体、细胞培养等实验试剂、耗材及购买实验动物 17000.00 0.00
结束