Untersuchung des Wirkmechanismus von Er Chen Tang zur Reparatur der immunologischen Barriere im Ileum und Verbesserung der Körpermasse von durch Ernährung induzierten adipösen Mäusen basierend auf Einzelzelltranskriptomik

CHEN Jiawei ,  

LIU Maohui ,  

CHEN Jilan ,  

ZHU Jiushuang ,  

MEI Yingxiu ,  

JIN Yue ,  

XIA Xiuwen ,  

DING Weijun ,  

摘要

Ziel war die Untersuchung der Wirkung von Er Chen Tang auf die Verbesserung der Körpermasse bei Mäusen mit einfacher Fettleibigkeit, induziert durch eine fettreiche Ernährung, sowie der Wirkmechanismen. Methode: Zunächst wurde mittels Einzelzell-Transkriptomik (Sc-RNAseq) die Veränderung der Transkriptionsniveaus im Ileumgewebe von Normalgruppen- und Modellgruppenmäusen mit fettreicher Kost-induzierter Fettleibigkeit analysiert. Anschließend wurde durch Fütterung mit fettreicher Kost ein Modell für einfache Fettleibigkeit bei Mäusen erstellt. Erfolgreich modellierte Mäuse wurden zufällig in die Modellgruppe sowie in niedrige, mittlere und hohe Er Chen Tang Dosisgruppen (7,5, 15, 30 g·kg-1) eingeteilt, jeweils 8 Tiere pro Gruppe, zusätzlich wurden 8 gleichaltrige Mäuse als Normalgruppe genommen. Die Körpermasse wurde während einer 4-wöchigen Magengavage zu festen Zeiten gemessen. Der Glukosetoleranztest, Verhaltenstests, Hämatoxylin-Eosin(Färbung (HE) und biochemische Tests bewerteten die Gesamteffektivität der Verbesserung der Fettleibigkeit durch Er Chen Tang. Protein-Docking prognostizierte die Bindungsgrade der entsprechenden Proteine. Molekulares Docking prognostizierte die Bindungsgrade zwischen den Schlüsselinhaltsstoffen von Er Chen Tang und Zielproteinen. Echtzeit-Quantitative Polymerase-Kettenreaktion (Real-time PCR) wurde zur Messung der mRNA-Expressionsniveaus von Tumornekrosefaktor-α (TNF-α), induzierter Stickstoffmonoxidsynthase (iNOS), Interleukin-1β (IL-1β), CD68, CD206, Zonula-Occludens-1 (ZO-1) und Claudin-5 im Ileum verwendet. Immunfluoreszenzfärbung wurde verwendet, um die Expression und Verteilung von Claudin-5 und ZO-1 zu beobachten. Ergebnisse: Die vorläufigen Einzelzell-Sequenzierungsergebnisse zeigten, dass im Vergleich zur Normalgruppe die different exprimierten Gene der Immunzellen der Modellgruppe hauptsächlich in biologischen Funktionen im Zusammenhang mit Lipid- und Entzündungsstoffwechsel sowie im JAK/STAT-Entzündungsweg angereichert waren. Im Vergleich zur Normalgruppe zeigten die Mäuse der Modellgruppe eine signifikante Zunahme der Körpermasse (P<0.01), einen signifikanten Anstieg des Blutzuckerspiegels (P<0.01), eine signifikante Abnahme der Gliedmaßenkraft (P<0.01), eine deutliche Zunahme der Lebermasse (P<0.05), signifikante Erhöhungen der Serum-ALT- und AST-Werte (P<0.05, P<0.01), eine Zunahme von Fettvakuolen in der Leber, eine deutliche Vergrößerung der Fettzellvolumina im weißen Fettgewebe in Nebenhoden und Leistenbereich sowie eine Zunahme der Entzündung; im Vergleich zur Modellgruppe zeigten Mäuse in den verschiedenen Er Chen Tang Dosisgruppen eine signifikante Abnahme der Körpermasse (P<0.01), signifikante Senkungen des Blutzuckerspiegels (P<0.01), deutliche Zunahmen der Gliedmaßenkraft (P<0.05, P<0.01), deutliche Abnahmen der Lebermasse (P<0.05, P<0.01), signifikante Abnahmen der Serum-ALT- und AST-Werte (P<0.05, P<0.01), Abnahmen der Fettvakuolen in der Leber, deutliche Verminderungen des Fettzellvolumens im weißen Fettgewebe in Nebenhoden und Leistenbereich und eine Verbesserung der Entzündung. Zwischen den Proteinen CD68 und ZO-1, Claudin-5 sowie zwischen CD206 und ZO-1, Claudin-5 besteht eine mögliche Interaktion. Die Schlüsselelemente von Er Chen Tang, Nobiletin, Diosmetin und Naringenin, zeigten starke Bindungsenergien mit Zielproteinen ZO-1 und Claudin-5. Im Vergleich zur Normalgruppe zeigten Mäuse der Modellgruppe signifikant erhöhte mRNA-Expressionsniveaus der pro-inflammatorischen Gene TNF-α, iNOS, IL-1β, CD68 (P<0.05, P<0.01), signifikanter Rückgang der anti-inflammatorischen CD206 mRNA-Expression (P<0.01) sowie signifikanter Rückgang der mRNA-Expression der Tight-Junction-Proteingene Claudin-5 und ZO-1 (P<0.05, P<0.01); im Vergleich zur Modellgruppe zeigten die verschiedenen Er Chen Tang Dosisgruppen eine signifikante Abnahme der mRNA-Expression der pro-inflammatorischen Gene TNF-α, iNOS, IL-1β, CD68 (P<0.05, P<0.01), signifikante Zunahme der mRNA-Expression des anti-inflammatorischen Gens CD206 (P<0.05, P<0.01), signifikante Zunahme der mRNA-Expression der Tight-Junction-Proteingene Claudin-5 und ZO-1 (P<0.05, P<0.01). Im Vergleich zur Normalgruppe war die Expression der Tight-Junction-Proteine Claudin-5 und ZO-1 in der Modellgruppe signifikant verringert (P<0.01); im Vergleich zur Modellgruppe war die Expression von Claudin-5 und ZO-1 in den verschiedenen Er Chen Tang Dosisgruppen signifikant erhöht (P<0.05, P<0.01). Schlussfolgerung: Er Chen Tang kann die durch fettreiche Ernährung verursachte Zunahme der Körpermasse signifikant verbessern, was möglicherweise mit der Verbesserung des entzündlichen Milieus im Ileum und somit der Reparatur der geschädigten immunologischen Barriere im Ileum zusammenhängt.

关键词

Adipositas;Fettgewebe;Entzündung;immunologische Barriere;Tight-Junction-Proteine

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