王迎春 劉炎芳 朱瑞萍
隨著人們生活方式及飲食習慣的改變,非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)已成為最常見的慢性肝病,其中非酒精性脂肪性肝炎(NASH)可進展為肝硬化及肝功能衰竭,目前缺乏有效的治療手段[1]。體內(nèi)外實驗證明,丹酚酸B具有清除氧自由基及抗肝纖維化作用[2],對NASH可能有治療作用。為此,本研究通過高脂飲食復制大鼠NASH模型,探討丹酚酸B對實驗性大鼠NASH的影響。
1.1 實驗動物及分組 清潔級雄性SD大鼠36只,體重150 g左右,購自大連醫(yī)科大學實驗動物中心。大鼠正常飲食喂養(yǎng)1周后,隨機分為3組(n=12),即對照組、NASH模型組及丹酚酸B治療組。對照組給予普通飼料,其余各組均給予高脂飼料(88%普通飼料+10%豬油+2%膽固醇)喂養(yǎng)。實驗動物自由飲水和進食,分籠飼養(yǎng)于(20±2)℃明暗各12 h動物室內(nèi)。于12周處死模型組。治療組每天以濃度為1 mg/ml的丹酚酸B溶液20 ml/kg灌胃,同時繼續(xù)高脂飼料喂養(yǎng),對照組以20 ml/kg蒸餾水灌胃,同時繼續(xù)普通飼料喂養(yǎng)。于實驗第24周處死剩余實驗動物,隔夜禁食,次日以2%戊巴比妥鈉溶液按1.5 ml/kg腹腔內(nèi)注射麻醉,下腔靜脈采血后處死,迅速取出肝臟,按常規(guī)制備血清和肝組織石蠟切片,在肝右葉固定部位切取肝組織液氮保存待測。稱體重、肝臟濕重,并計算肝指數(shù)(肝濕重/體重×100%)。
1.2 主要試劑及藥品 鏈霉素抗生物素蛋白-過氧化酶免疫染色超敏試劑盒、鼠抗TIMP-1單克隆抗體均購自福州邁新生物技術開發(fā)公司,按試劑盒說明書進行操作。丹酚酸B購自四川本草植物化工有限公司。
1.3 血清生化指標測定 血清TG、TC、ALT、AST測定,按試劑盒規(guī)范操作,全自動生化分析儀檢測。
1.4 肝臟生化指標測定 在相同部位精確稱取肝臟1.0 g,加入預冷的生理鹽水,在冰水中制成10%的均漿,4℃3000 r/min離心15 min,提取上清液,用硫代巴比妥酸法測定MDA的含量(試劑盒購自南京建成生物工程研究所),所有操作均按產(chǎn)品說明書進行。
1.5 組織病理學檢測 福爾馬林固定肝標本,石蠟切片進行HE染色,在光鏡下觀察肝脂肪變性和炎癥活動情況。肝細胞脂肪變性判斷標準:肝小葉未見脂滴肝細胞為陰性,脂滴肝細胞占肝細胞總數(shù)小于1/3為(+),1/3~2/3為(++),大于2/3為(+++),幾乎均呈脂滴肝細胞為(++++)。炎癥活動度計分標準參考Knodell提出的慢性肝炎組織學活動指數(shù)(HAI)進行計分,分為匯管區(qū)炎癥(P),小葉內(nèi)炎癥(L),碎屑壞死(PN)及橋狀壞死(BN,包括多小葉壞死)四項,每項依此計分為1、2、3、4分,因為BN、PN的嚴重程度與預后直接相關,故計分2倍于其他病變,計分公式為P+L+2(PN+BN)。
1.6 免疫組織化學檢測肝組織TIMP-1的表達 采用SP法作免疫組織化學染色,切片常規(guī)脫蠟、水化、抗原修復、脫水、透明、樹膠封片。采用KL型免疫圖象處理系統(tǒng)進行半定量指標判斷:未見陽性細胞為(-),陽性細胞占肝小葉全部肝細胞的1/3以下為(+),1/3~2/3為(++),2/3以上為(+++)。為保證實驗結果的可靠性,特別是免疫組織化學的特異性,本實驗采用省略一抗和二抗,用PBS代替一抗作陰性對照。
1.7 RT-PCR法檢測肝組織TGF-β1mRNA的表達 采用美國GIBCO公司生產(chǎn)的一步法。
總RNA提取試劑盒,TRIZOL試劑按說明書操作提取總RNA,PCR 反應體系內(nèi)含 cDNA 2 μl、10хbuffer 5 μl、4хdNTP(2 mmol)2μl、TGF-β1、GAPDH 引物各 2 μl,Taq 酶 1U,超重水補至20μl。TGF-β1 上游引物 5’CTT CAG CTC CAC AGA GAA CTG C 3’,下游引物 5’CAC GAT CAT GTT GGA CAA CTG CTC C 3’,GAPDH上游引物5’CCC TTC ATT GAC CTC AAC TAC ATG G 3’,下游引物 5’CAT GGT GGT GAA GAC GCC AG 3’。各取1μg總RNA抽取物加入此反應體系進行PCR循環(huán),循環(huán)參數(shù)為:97℃ 2 min、94℃ 30sec、56℃30sec、72℃50sec,50次循環(huán)。取PCR擴增產(chǎn)物10μl加入2%瓊脂糖凝膠中在TAE緩沖液50V 1 h電泳,溴化乙錠顯色成像定量分析,結果經(jīng)計算機圖像灰度掃描數(shù)字轉換后進行統(tǒng)計學處理,以目的基因條帶光密度值與內(nèi)對照GAPDH條帶光密度值的比表示目的基因相對表達量。
1.8 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件分析,計量資料采用方差分析,等級資料采用秩和檢驗。
2.1 生化指標的檢測:與對照組相比,模型組血清 ALT、AST、TG、TC及肝組織MDA等顯著增高,治療組較模型組顯著下降。見表1。
表1 各組大鼠生化指標的檢測結果()
表1 各組大鼠生化指標的檢測結果()
注:a模型組與對照組比較,P值均<0.01;b治療組與模型組比較P值均<0.01
組別 n ALT(U/L) AST(U/L) TG(mmol/L) TC(mmol/L) MDA(nmol/mg蛋白)對照組 12 42.50±5.58 112.43±16.72 0.82±0.32 1.32±0.27 2.36±0.24模型組 12 72.48±8.32a 215.53±29.83a 1.36±0.44a 2.15±0.42a 4.82±0.57a治療組 12 39.16±8.25b 102.26±18.41b 0.73±0.53b 1.16±0.54b 2.68±0.87b
2.2 肝臟指數(shù)及病理學變化:與對照組相比,模型組肝臟指數(shù)明顯升高;高脂飲食引起大鼠肝臟明顯的脂肪變性,模型組脂肪變性明顯,炎癥活動度計分顯著高于對照組。丹酚酸B治療組炎癥活動度計分顯著低于模型組。見表2。
表2 各組大鼠肝臟指數(shù)及病理學變化()
表2 各組大鼠肝臟指數(shù)及病理學變化()
注:模型組與對照組比較,a P值<0.05,aa P值<0.01;治療組與模型組比較,b P值<0.05,bb P值<0.01
炎癥活動度計分對照組組別 n 肝臟指數(shù) 肝細胞脂肪變性程度- + ++ +++ ++++12 0.026±0.001 12 0 0 0 0 0模型組 12 0.036±0.001a 0 0 0 0 12 5.23±0.87aa治療組 12 0.030±0.001b 0 3 2 5 2 1.84±0.52bb
2.3 TIMP-1及TGF-β1mRNA的表達:TIMP-1檢測陽性信號呈現(xiàn)棕黃色顆粒狀,分布在肝細胞漿內(nèi),未見細胞核著色。與對照組相比,模型組TIMP-1表達明顯升高;與對照組相比,模型組TGF-β1mRNA的表達顯著升高,丹酚酸B治療組TGF-β1mRNA的表達顯著低于模型組。見表3。
表3 各組大鼠肝組織中TIMP-1及TGF-β1mRNA的表達()
表3 各組大鼠肝組織中TIMP-1及TGF-β1mRNA的表達()
注:模型組與對照組比較,a P值均<0.01;治療組與模型組比較,b P值<0.05,bb P值<0.01
1mRNA對照組組別 n TIMP-1-+++ +++ TGF-β 12 12 0 0 0 0.56±0.09模型組 12 0 6 4 2a 0.85±0.10治療組 12 5 6 1 0b 0.62±0.05bb
NASH是以肝細胞脂肪變性、氣球樣變、彌漫性肝小葉炎癥、肝細胞壞死、肝中央靜脈及肝竇周圍膠原沉積為特征的慢性肝臟疾病,二次打擊理論目前是NASH的主要發(fā)病機制,其發(fā)生與胰島素抵抗(IR)密切相關[3]。首次打擊由IR和脂肪酸代謝紊亂引起脂肪肝;二次打擊在IR的基礎上,由氧應激、脂質過氧化、線粒體功能不全、細胞因子等引起肝細胞炎癥、凋亡、壞死并促發(fā)纖維化進程,導致NASH及NASH相關肝硬化的發(fā)生。IR與一次打擊造成的肝內(nèi)脂質蓄積相互作用,形成脂質代謝的惡性循環(huán),機體通過線粒體呼吸鏈、微粒體細胞色素P450(CYP)、過氧化物酶體等途徑產(chǎn)生活性氧自由基(ROS)。當肝內(nèi)產(chǎn)生的ROS超過抗氧化系統(tǒng)清除能力時便產(chǎn)生氧化應激,而脂肪肝時肝內(nèi)蓄積的脂肪為氧化應激提供了足夠的反應基質。脂肪酸氧化產(chǎn)生肝毒性的ROS,從而加速氧化應激過程,推動了脂肪肝向肝炎及肝纖維化發(fā)展的進程。其通過三個主要的機制[4,5]:脂質過氧化、細胞因子的誘導以及Fas配體的誘導作用。ROS激活的血漿或線粒體膜脂質過氧化導致細胞壞死或誘導細胞凋亡。脂質過氧化同樣激活丙二醛(MDA)的釋放,后者一方面能與肝細胞蛋白結合,形成抗原,激活有害的免疫反應,本研究證實NASH模型組肝組織MDA的含量明顯增高;另一方面與線粒體的膜脂、膜蛋白交聯(lián),使膜的流動性降低,影響膜中酶的活性,干擾了脂肪酸的β氧化,加重脂肪在肝內(nèi)蓄積,形成惡性循環(huán)。ROS同樣增加肝細胞中Fas配體的表達,通過Fas配體與相鄰肝細胞上正常表達的Fas受體相作用,誘導細胞凋亡。ROS還激活轉錄因子NF-κB活性,從而增加炎性細胞因子TNF-a、TGF-β1、IL-6等的產(chǎn)生,TGF-β1為致肝纖維化最重要的細胞因子之一,通過與HSC等細胞膜上的TGF-β受體結合,經(jīng)細胞內(nèi)信號傳導中介分子smads蛋白的傳導,將肝臟炎癥損傷等信息傳遞給細胞核,啟動基因轉錄,從而啟動肝臟對炎癥損傷等的修復機制,大量合成細胞外基質(ECM)。基質金屬蛋白酶(MMPs)可以降解多種細胞外基質成分,其活性受基質金屬蛋白酶組織抑制因子(TIMPs)的調(diào)節(jié),TIMP1在肝纖維化的形成過程中起著重要的作用,本研究表明TIMP-1及TGF-β1mRNA的表達在NASH模型組明顯增高。
丹酚酸B為丹參干燥根及根莖中提取的有效成分,是丹參水溶性成分中最重要的活性物質,具有很強的抗氧化作用。本研究表明丹酚酸B治療組炎癥活動度計分、MDA含量及TIMP-1和TGF-β1mRNA的表達均顯著低于NASH組,提示丹酚酸B具有抑制脂質過氧化反應及抗肝纖維化作用,其機制可能為丹酚酸B能清除氧自由基、抑制脂質過氧化反應,減少MDA的產(chǎn)生,從而減少肝細胞的損傷,抑制TGF-β1的產(chǎn)生和HSC的增殖活化,具有抗肝纖維化作用。NASH目前缺乏有效的治療方法[6],因此,丹酚酸B作為治療NASH有效藥物之一,有待于進一步研究。
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