《Redox Biology》:A Positive Effect of Selenoprotein on Mammary Gland: Selenoprotein P Stabilizes Tight Junctions by Reducing Cell Death Through Inflammation Mitigation in Mice
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【编辑推荐】为解决抗生素治疗乳腺炎存在的药物残留和耐药性等问题,研究人员开展了硒(Se)及硒蛋白P(SeP)在LPS诱导乳腺炎中的作用机制研究。发现SeP通过抑制NF-κB通路减轻炎症反应、调节BAX/BCL2平衡和RIPK1/RIPK3/MLKL通路抑制细胞死亡、稳定TJ蛋白(ZO-1/Occludin/Claudin-1)修复血乳屏障,为乳腺炎防治提供了新靶点。
哺乳期乳腺炎是威胁母婴健康和畜牧业发展的重要疾病,传统抗生素治疗因药物残留和细菌耐药性等问题受到限制。硒(Se)作为必需微量元素,主要通过硒蛋白发挥抗炎和抗氧化作用,但其在乳腺炎症中的核心效应分子及作用机制尚不明确。近期发表在《Redox Biology》的研究首次揭示硒蛋白P(SeP)通过三重协同机制缓解乳腺炎的新机制,为开发靶向硒蛋白的乳腺炎防治策略提供了理论依据。
研究人员通过建立不同硒饮食(缺乏/基础/富集)小鼠模型和LPS诱导的乳腺炎模型,结合小鼠乳腺上皮细胞(MMECs)的SeP基因沉默和过表达实验,采用组织病理学分析、实时荧光定量PCR(RT-qPCR)、蛋白质印迹(Western blot)、流式细胞术、免疫荧光等关键技术,系统研究了Se和SeP对乳腺炎症的调控作用。
3.1. 硒对乳腺组织炎症损伤的影响
研究发现硒缺乏加剧LPS诱导的腺泡萎缩和炎症细胞浸润,而硒富集显著改善病理损伤。分子机制表明硒缺乏组NF-κB通路关键分子p65和IκBα的mRNA表达及磷酸化水平显著升高,促炎因子(IL-6、IL-1β、TNF-α)释放增加,硒富集则有效逆转这些炎症指标。
3.2. 硒调控乳腺组织炎症诱导的细胞死亡
TUNEL染色显示硒缺乏加重LPS诱导的细胞凋亡,硒富集则显著缓解。分子检测发现硒缺乏上调促凋亡蛋白(BAX、caspase-3/9)表达,下调抗凋亡蛋白BCL2,同时增强坏死性凋亡通路(RIPK1/RIPK3/MLKL)磷酸化水平,表明硒通过调控凋亡和坏死性凋亡缓解乳腺组织损伤。
3.3. 硒通过调控紧密连接蛋白保护乳腺组织
LPS刺激显著降低紧密连接(TJs)蛋白(ZO-1、Occludin、Claudin-1)表达,硒缺乏加剧这种破坏,而硒富集有效恢复TJ蛋白水平,维护血乳屏障完整性。
3.4. 硒蛋白P参与硒对乳腺炎症的保护作用
通过筛选24种硒蛋白发现,SeP在泌乳期乳腺组织中特异性高表达,且受硒水平正向调控。在LPS刺激下,SeP表达仍保持较高水平,提示其是硒发挥乳腺保护作用的核心效应分子。
3.5. 硒蛋白P抑制炎症相关因子表达
细胞实验证实,SeP基因沉默(si-SeP)增强NF-κB通路活化和促炎因子释放,而外源添加重组SeP显著抑制炎症反应,表明SeP通过抑制NF-κB通路发挥抗炎作用。
3.6. 硒蛋白P缓解细胞死亡
流式细胞术显示SeP沉默增加LPS诱导的细胞凋亡和坏死,而重组SeP处理显著降低细胞死亡率。分子机制表明SeP通过调节BAX/BCL2平衡和caspase-3/9活性抑制凋亡,同时降低RIPK1/RIPK3/MLKL通路磷酸化水平抑制坏死性凋亡。
3.7. 硒蛋白P缓解炎症诱导的紧密连接破坏
免疫荧光显示SeP沉默加剧Occludin蛋白分布异常和TJ蛋白表达下调,而重组SeP有效恢复TJ蛋白膜定位和表达水平,证实SeP对血乳屏障的保护作用。
本研究首次系统阐明SeP通过三重协同机制缓解乳腺炎:抑制NF-κB通路减轻炎症反应、调控凋亡/坏死性凋亡减少细胞死亡、稳定TJ蛋白修复血乳屏障。这些发现不仅揭示SeP是硒介导乳腺保护的核心效应分子,也为开发靶向硒蛋白的乳腺炎防治策略提供了新思路。鉴于硒补充剂在临床上的良好安全性,本研究结果具有重要的转化医学价值,为替代抗生素治疗乳腺炎提供了潜在新靶点。