桦木酸对氧化应激诱导淋巴细胞凋亡的作用及其调控机理

Betulinic acid is a naturally occurring pentacyclic triterpene that exhibits a variety of biological activities，including immunomodulatory, antioxidation, anti-tumor, and so on. Notably, betulinic acid may have promising clinical applications in the animal farming as an immunomodulator and antioxidant. However, the molecular mechanism of betulinic acid exerts its physiological influences still remains unclear. The project proposes the hypothesis that betulinic acid modulates the immune functions by regulating their redox environment and its related sigaling pathways. In this project, mouse lymphocytes will be used as a model to explore the roles and mechanism of betulinic acid on cell apoptosis induced by oxidant stress, using the approaches of celluar biology and molecular biology. The redox system and antioxidase activity, cellular apoptosis and mitochondrial function of lymphocyte induced by oxidant stress will be determined. The effect of betulinic acid on genes expression, regulatory protein activity and protein phosphorylation in the signal transduction pathway of Caspase and ASK1 / JNK, including Bax, Bcl-2, as well as caspase-9,-3, ASK1, JNK, and p38, will be measured. This project would facilitate better understanding the function and molecular mechanisms of betulinic acid on lymphocyte apoptosis induced by oxidative stress at the levels of gene expression and intracellular signal transduction pathway. Significanly, this project would provide a scientific basis for the future clinical application of betulinic acid, and it is of great importance in promoting healthy animal farming and the enhancement of product quality of animals.

桦木酸属于植物源性五环三萜类物质，具有提高免疫力，抗氧化应激和抗肿瘤等多种生物学活性，作为免疫调节剂和抗氧化剂在动物养殖方面具有广阔的应用前景，但其作用分子机制还不清楚。本项目提出桦木酸的免疫调节作用有赖于抗氧化应激机能的发挥这一假设，以小鼠淋巴细胞为研究模型，应用细胞生物学与分子生物学的实验方法，在氧化应激状态下，研究桦木酸对淋巴细胞氧化还原系统与抗氧化酶系的影响；细胞凋亡与线粒体功能的影响；Caspase和ASK1/JNK 信号通路中凋亡调节蛋白活性与基因表达量的影响，以及探索桦木酸对Bcl-2、Bax、Caspase-9、-3 、ASK1、JNK和P38 等蛋白质磷酸化水平的变化与信号转导通路的调控；从基因表达水平和信号转导通路等角度揭示桦木酸对氧化应激诱导淋巴细胞凋亡的作用与调控机理。本项目将为桦木酸的临床应用提供科学依据，对促进动物健康养殖和提高畜产品质量都有重要意义。

桦木酸属于植物源性五环三萜类物质，作为免疫调节剂和抗氧化剂在动物养殖方面具有广阔的应用前景。本项目研究了桦木酸对淋巴细胞的保护作用及其潜在的调控机制，研究结果如下：. 桦木酸对氧化应激诱导淋巴细胞凋亡的保护作用。以地塞米松（Dexamethasone，Dex）诱发淋巴细胞凋亡为模型，利用荧光显微镜、电子透射显微镜和相差倒置显微镜进行细胞形态学及亚细胞结构变化的观察；通过琼脂糖凝胶电泳观察细胞凋亡过程中DNA的裂解以及用流式细胞仪分析并测定细胞凋亡率。从体内给药和体外细胞培养两方面研究了BA对淋巴细胞凋亡的影响。体外研究表明，5μg/ml BA对Dex诱导的小鼠脾淋巴细胞凋亡具有保护作用。体内研究表明，BA能改善和拮抗Dex诱导的小鼠淋巴细胞凋亡，并随着剂量（0.25、0.5、1mg/kg bw）的增加，拮抗作用越强，细胞凋亡减少。这表明BA对Dex诱导的淋巴细胞凋亡具预防性的保护作用。. 桦木酸对氧化应激诱导淋巴细胞凋亡分子机制的研究。应用细胞生物学与分子生物学的实验方法，通过体内给药途径，在Dex诱导氧化应激状态下，研究BA对淋巴细胞氧化还原系统与抗氧化酶系的影响；线粒体功能的影响；Caspase 和ASK1/JNK 信号通路中凋亡调节蛋白活性与基因表达量的变化与信号转导通路的调控；从基因表达水平和信号转导通路等角度揭示桦木酸对氧化应激诱导淋巴细胞凋亡的作用与调控机理。研究发现，BA对Dex诱导的淋巴细胞凋亡的保护作用与BA能增强抗氧化酶活性，抑制自由基和脂质过氧化物产生，提高抗氧化力有关，进一步研究发现，BA使淋巴细胞Bax、ASK1、P38和JNK基因表达减少，有效清除ROS对细胞的损伤，阻断ROS对线粒体膜通透性的影响和膜通透性下降，抑制Caspase-9、P38、JNK和caspase-3蛋白表达，提高细胞活力。这表明BA通过缓解氧化应激从线粒体信号转导通路和内质网信号转导通路减少淋巴细胞凋亡，从细胞内外途径对淋巴细胞起到保护作用，证实桦木酸的免疫调节作用有赖于抗氧化应激机能的发挥。本项目为BA的临床应用提供科学依据，对促进动物健康养殖和提高畜产品质量都有重要意义。同时，在项目资助下，目前共发表研究性论文 12 篇，其中 SCI论文6 篇，影响因子累计为11.2，核心期刊6篇，申请专利5项，培养研究生3名，圆满地完成项目预定的各项目标。