周文靜,柴 智,李艷彥,高 麗,閆潤紅,周 然,王永輝
(山西中醫(yī)藥大學,山西晉中030619)
雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook.f.)為衛(wèi)矛科植物(Celastraceae)雷公藤屬(Tripterygium)一年生藤本植物的干燥根[1],具有祛風止痛、除濕消腫等功效,廣泛用于治療類風濕關(guān)節(jié)炎等自身免疫性疾病,療效確切。但雷公藤有肝毒性,文獻報道其為單味中藥導致肝損傷的最主要藥物[2]。如何能減輕其肝損傷,提高臨床利用率,是需要解決的問題。我們利用中醫(yī)經(jīng)典方劑歸脾湯防治雷公藤醇提物所致大鼠的肝損傷,實驗研究顯示作用明顯[3]。前期研究已從脂質(zhì)過氧化反應(yīng)、代謝等方面進行作用機理探討[4],近年來,肝細胞線粒體的研
究引起密切關(guān)注,本實驗觀察了雷公藤所致肝損傷后對肝線粒體△Ψm和ATP酶水平以及氧化情況的影響,以期進一步從肝細胞線粒體角度研究雷公藤醇提物所致肝損傷的發(fā)生機制以及歸脾湯的保護作用。
1.1.1 實動動物 SPF級SD大鼠30只,體質(zhì)量100~120 g,雌雄各半,購自北京華阜康生物科技股份有限公司,許可證號為SCXK(京)2009-0004。動物購回后雌雄分籠飼養(yǎng)于(22±2)℃、55%濕度環(huán)境中,自由攝水攝食,適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后開始實驗。
1.1.2 藥材及雷公藤醇提物的制備 雷公藤藥材由山西省藥品檢驗所鑒定為衛(wèi)矛科植物雷公藤的干燥根,來源于江西九江。將雷公藤藥材干燥,用粉碎機將藥材粉碎成細粉,用95%乙醇10倍體積于1 600 g雷公藤細粉,浸泡12 h,超聲處理45 min,補足重量,離心,取上清液,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓回收上清液中乙醇,干燥,取得藥材粉末150.49 g,即為制備好的雷公藤醇提物,計算得每克提取物相當于原雷公藤藥材10.63 g,即提取率為9.41%。歸脾湯(黃芪、人參、白術(shù)、當歸、龍眼肉、茯神、酸棗仁、遠志、木香、甘草)按《證體類要》中提供諸藥比例稱重,藥材購自北京同仁堂藥材有限責任公司。在原藥材中加10倍水,浸泡1 h,水煎煮2次,每次煎煮30 min,合并濾液,用紗布濾除藥渣,濃縮濾液后含生藥1 g/mL,即濃度為100%,藥液4℃保存?zhèn)溆谩?.1.3 儀器與試劑 LR4001旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(德國HEIDOLPH公司),DL-5-B低速大容量離心機(上海安亭),BS224S型萬分之一電子天平(德國賽多利斯集團),F(xiàn)ACS Cali bur流式細胞儀(美國BD公司),USA1489-2010全自動生化分析儀(西門子醫(yī)療診斷有限公司)。凱基細胞懸液制備試劑盒(批號KGA829)由南京凱基生物科技有限公司提供,Na+-K+-ATP酶測試盒(Na+-K+-ATPase,批號A070-5)、Ca2+-Mg2+-ATP酶測試盒(Ca2+-Mg2+-ATPase,批號A070-5)均由南京建成科技有限公司提供。
1.2.1 分組與造模 將30只健康SD大鼠隨機分為正常組、模型組與歸脾湯組3組,每組10只。歸脾湯組按照9 g/kg劑量灌胃歸脾湯,每天1次,連續(xù)4 d;模型組與空白組灌服等體積的生理鹽水。從第5天開始模型組與歸脾湯組大鼠按照3.25 mg/kg劑量灌服雷公藤醇提物,每天1次,連續(xù)3 d,肝損傷造模成功[3];正常組灌服等體積生理鹽水。
1.2.2 肝組織線粒體的制備 制備大鼠肝線粒體[5]:大鼠末次給藥后禁食12 h,將大鼠處死,迅速從肝門靜脈注射預(yù)冷的0.25 M蔗糖溶液,取一部分肝臟組織,剪碎,除去血紅蛋白,用0.25 M蔗糖溶液沖洗3次,剪成勻漿狀;繼續(xù)將預(yù)冷的4倍于肝重的0.25 M蔗糖溶液加入其中,用勻漿機勻漿,制成肝勻漿;以100 000 g,4℃冷凍離心肝勻漿30 min;取上清液,再將上清液離心60 min,棄去上清液,沉淀用1倍于肝重的甘油-Tris-HCl-KCl緩沖液,渦旋混勻,分裝備用,即為純化的線粒體。
1.2.3 樣品檢測 取已制備的肝組織,按試劑盒說明書操作步驟,測定肝組織線粒體的SOD、MDA、GSH 的 含 量 以 及 Na+-K+-ATPase、Ca2+-Mg2+-ATPase的活性。
檢測肝細胞線粒體膜電位,根據(jù)凱基細胞凋亡線粒體膜電位檢測試劑盒的要求,吸取500 μL所配的JC-1工作液加入線粒體沉淀中,將細胞均勻懸浮,置于37℃,5%CO2細胞培養(yǎng)箱中孵育20 min;室溫下以 2 000 rpm,離心 5 min,棄去上清,沉積細胞加入一定量1×Incubation Buffer,漂洗2次,再以2 000 rpm,室溫離心5 min,棄去上清;吸取1×Incubation Buffer 500 μL重新懸浮細胞,上流式細胞儀檢測。肝細胞線粒體膜電位水平以FL1、FL2的雙陽性細胞數(shù)與門內(nèi)細胞總數(shù)百分比來表示。
結(jié)果見表1。
表1 各組大鼠肝組織線粒體SOD、MDA、GSH含量的比較(±s)
表1 各組大鼠肝組織線粒體SOD、MDA、GSH含量的比較(±s)
注:與正常組比較,1)P<0.01;與模型組比較,2)P<0.01
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由表1可見,與正常組比較,模型組大鼠的肝組織線粒體 SOD、GSH 水平明顯降低(P<0.01);MDA 水平則明顯升高(P<0.01)。與模型組比較,歸脾湯組大鼠肝組織線粒體GSH、SOD水平提高,MDA 水平降低(P<0.01)。
結(jié)果見表2。
表2 各組大鼠肝組織線粒體ATP酶活性的比較 (μmol·h/μg,±s)
表2 各組大鼠肝組織線粒體ATP酶活性的比較 (μmol·h/μg,±s)
注:與正常組比較,1)P<0.01;與模型組比較,2)P<0.01
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由表2可以看出,與正常組比較,模型組大鼠的肝組織線粒體Na+-K+-ATPase、Ca2+-Mg2+-ATPase水平明顯降低(P<0.01)。與模型組比較,歸脾湯組可提高大鼠肝組織線粒體Na+-K+-ATPase、Ca2+-Mg2+-ATPase水平(P<0.01)。
結(jié)果顯示,與正常組比較,模型組大鼠肝細胞△Ψm 水平明顯降低(P<0.01);與模型組比較,歸脾湯組大鼠肝細胞△Ψm水平明顯升高(P<0.01);結(jié)果見圖 1,表 3。
圖1 各組大鼠肝細胞線粒體膜電位△Ψm水平的比較
表3 各組大鼠肝細胞線粒體膜電位△Ψm的水平比較 (±s)
表3 各組大鼠肝細胞線粒體膜電位△Ψm的水平比較 (±s)
注:與正常組比較,1)P<0.01;與模型組比較,2)P<0.01
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各種肝損傷的發(fā)生與線粒體功能異常有關(guān),因為許多促進肝細胞凋亡的信號主要作用于線粒體。一般通過改變線粒體膜通透性,抑制氧化磷酸化發(fā)生,下降A(chǔ)TP酶的活性,促進生成活性氧,使線粒體發(fā)生變化,從而導致線粒體功能障礙。而線粒體功能障礙構(gòu)成了細胞存亡的控制中心,在細胞壞死和凋亡中都起著重要的作用[6-7]。所以線粒體損傷途徑是肝損傷發(fā)生的重要機制之一。
線粒體膜電位(△Ψm)可以反映線粒體的通透性,為觀察線粒體功能結(jié)構(gòu)正常與否的靈敏指標[8]。線粒體膜電位對線粒體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定非常重要,當線粒體跨膜電位穩(wěn)定時能夠防止細胞的凋亡[9],而細胞凋亡的重要環(huán)節(jié)就是線粒體跨膜電位的下降。同時ATP酶產(chǎn)生的最主要場所就在線粒體,ATP酶的產(chǎn)生從而為細胞正常生命活動提供所需絕大多能量[11]。其中Na+-K+-ATPase和Ca2+-Mg2+-ATPase存在于組織細胞及細胞器的膜上,其活力大小是細胞功能有無損傷的重要指標[15-16]。另外線粒體是氧自由基生成的主要細胞器,線粒體的結(jié)構(gòu)與功能受到影響時,導致過多的氧自由基啟動脂質(zhì)過氧化反應(yīng)或消耗氧自由基清除劑,進一步造成細胞損傷[12]。Mn-SOD、GPx等是線粒體內(nèi)主要抗氧化酶[10],其中GSH是GPx的底物,又是一種低分子自由基清除劑[13]。當脂質(zhì)過氧化反應(yīng)和自由基造成線粒體膜損傷時,會伴隨ATP酶活性降低,進而導致ATP酶合成不足與線粒體膜流動性降低,最終形成肝細胞的死亡[14]。
結(jié)果顯示,雷公藤醇提物能引起肝細胞線粒體△Ψm水平下降以及Na+-K+-ATPase和Ca2+-Mg2+-ATPase活性降低,可能通過肝細胞線粒體結(jié)構(gòu)變化與ATP酶的活性下降,氧自由基生成增加,進而導致脂質(zhì)過氧化反應(yīng)物的增加與抗脂質(zhì)過氧化物的減少,最終造成肝細胞線粒體的損傷。歸脾湯可防治雷公藤所致肝損傷大鼠肝細胞線粒體△Ψm的降低,減少脂質(zhì)過氧化反應(yīng)物MDA生成,提高肝線粒體ATP酶的活性,進一步保護肝線粒體膜結(jié)構(gòu)和功能的完整性,從而提高機體的抗氧化損傷能力,達到保護肝臟作用。