Protective Mechanism of Paeoniflorin on Mice with Ulcerative Colitis Based on AMPK/mTOR Autophagy Pathway

DAI Xin; LI Rou; HU Yang; WANG Yuhang; ZHAO Ruizhu; FENG Jiaxuan; LOU Shilei; SUN Cong

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20231942

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Protective Mechanism of Paeoniflorin on Mice with Ulcerative Colitis Based on AMPK/mTOR Autophagy Pathway

更新时间：2023-12-28

- Protective Mechanism of Paeoniflorin on Mice with Ulcerative Colitis Based on AMPK/mTOR Autophagy Pathway
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 30, Issue 3, Pages: 45-53(2024)
- 作者机构：
  
  1.长春中医药大学药学院，长春 130117
  2.长春中医药大学临床医学院，长春 130117
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20231942
  CLC： R2-0;R33;R289;R318.14
- Received：31 August 2023，
  
  Published Online：23 November 2023，
  
  Published：05 February 2024
- 稿件说明：
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代鑫,李柔,胡洋等.基于AMPK/mTOR自噬通路探讨芍药苷保护溃疡性结肠炎小鼠的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(03):45-53.

DAI Xin,LI Rou,HU Yang,et al.Protective Mechanism of Paeoniflorin on Mice with Ulcerative Colitis Based on AMPK/mTOR Autophagy Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(03):45-53.
代鑫,李柔,胡洋等.基于AMPK/mTOR自噬通路探讨芍药苷保护溃疡性结肠炎小鼠的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(03):45-53. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231942.

DAI Xin,LI Rou,HU Yang,et al.Protective Mechanism of Paeoniflorin on Mice with Ulcerative Colitis Based on AMPK/mTOR Autophagy Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(03):45-53. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20231942.

摘要

目的

探讨芍药苷通过腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）自噬通路对溃疡性结肠炎（UC）小鼠的保护作用机制研究。

方法

自由饮用4%葡聚糖硫酸钠（DSS）建立UC小鼠模型，56只BALB/c雄性小鼠，随机分为模型组、AMPK抑制剂组（20 mg·kg

-1

）、芍药苷（50 mg·kg

-1

）+抑制剂（20 mg·kg

-1

）组、芍药苷高剂量组（50 mg·kg

-1

）、中剂量组（25 mg·kg

-1

）、低剂量组（12.5 mg·kg

-1

）药物干预7 d后，通过比较小鼠体质量、疾病活动指数（DAI）变化和苏木素-伊红（HE）染色结果判断芍药苷对UC的保护作用。酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测各组小鼠血清中肿瘤坏死因子-

（TNF-

）和白细胞介素-6（IL-6）的水平，免疫荧光检测结肠中微管相关蛋白1轻链3（LC3）的含量，蛋白免疫印迹法（Western blot）检测结肠组织中AMPK、mTOR蛋白及其磷酸化蛋白p-AMPK、p-mTOR，实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测AMPK、mTOR、Beclin1、LC3和p62的mRNA表达水平。

结果

与空白组比较，模型组小鼠体质量下降、DAI评分升高、结肠出现严重的病理学损伤，炎症因子TNF-

、IL-6在血清中含量上升（

0.01），LC3和p-AMPK/AMPK在结肠组织中蛋白水平下调，p-mTOR/mTOR蛋白水平上调（

0.01）；AMPK、LC3的mRNA表达水平下调，mTOR、p62的mRNA表达上调（

0.01）。与模型组和芍药苷+抑制剂组比较，经芍药苷治疗后小鼠体质量上升、DAI评分降低、结肠组织病理损伤减轻，炎症因子TNF-

、IL-6在血清中含量下降（

0.05），LC3和p-AMPK/AMPK在结肠组织中蛋白水平上调，p-mTOR/mTOR蛋白水平下调（

0.01），AMPK、Beclin1、LC3的mRNA表达水平上调，mTOR、p62的mRNA表达下调（

0.01），抑制剂组小鼠结肠组织病理损伤严重，各项指标趋势与芍药苷高剂量组完全相反。

结论

芍药苷可通过激活AMPK/mTOR信号通路，增强自噬，减轻UC小鼠的炎症损伤，从而起到保护作用。

Abstract

Objective

To explore the protective mechanism of paeoniflorin on mice with ulcerative colitis （UC） through the adenosine monophosphate-activated protein kinase （AMPK）/mammalian target of rapamycin （mTOR） autophagy pathway.

Method

UC mouse model was established by allowing mice freely drink 4% DSS， and 56 BALB/c male mice were randomly divided into model group， AMPK inhibitor group （20 mg·kg

-1

）， paeoniflorin （50 mg·kg

-1

） + inhibitor （20 mg·kg

-1

） group， and high dose （50 mg·kg

-1

）， medium dose （25 mg·kg

-1

）， and low dose （12.5 mg·kg

-1

） paeoniflorin groups. After seven days of drug intervention， the protective effect of paeoniflorin on mice with UC was determined by comparing the body weight， disease activity index （DAI） changes， and Hematoxylin-eosin （HE） staining results. Enzyme linked immunosorbent assay （ELISA） was used to detect the levels of tumor necrosis factor-

（TNF-

） and interleukin-6 （IL-6） in the serum of mice in each group， and immunofluorescence was utilized to detect microtubule-associated protein 1 light chain 3 （LC3） content in the colon， AMPK， mTOR proteins， and their phosphorylated proteins including p-AMPK and p-mTOR in the colon tissue were detected by Western blot， and the mRNA expression levels of AMPK， mTOR， Beclin1， LC3， and p62 were detected by Real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction （Real-time PCR）.

Result

Compared with the blank group， the model group showed a decrease in body mass， an increase in DAI score， and severe pathological damage to the colon. The levels of inflammatory factors including TNF-

and IL-6 increased in serum （

0.01）， while the protein levels of LC3 and p-AMPK/AMPK were down-regulated in colon tissue， and those of p-mTOR/mTOR were up-regulated （

0.01）. The mRNA expression levels of AMPK and LC3 were down-regulated， while the mRNA expression levels of mTOR and p62 were up-regulated （

0.01）. Compared with the model group and the paeoniflorin + inhibitor group， the mice treated with paeoniflorin showed an increase in body mass， a decrease in DAI score， a reduction in pathological damage to colon tissue， and a reduction in the levels of inflammatory factors of TNF-

and IL-6 in serum （

0.05）. The protein levels of LC3 and p-AMPK/AMPK in colon tissue were up-regulated， while the protein levels of p-mTOR/mTOR were down-regulated （

0.01）. The mRNA expression levels of AMPK， Beclin1， and LC3 were up-regulated， while the mRNA expression of mTOR and p62 were down-regulated （

0.01）. The colon tissue of the inhibitor group was severely damaged， and the trend of various indicators was completely opposite to that of the high dose paeoniflorin group.

Conclusion

Paeoniflorin can enhance autophagy and reduce inflammatory damage in mice with UC by activating the AMPK/mTOR signaling pathway and thus play a protective role.

关键词

Keywords

references

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