蕭自智 ,施 紅 ,饒煥文 ,羅麗芬
(1.福建中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院,福建 福州 350122;2.羅麗芬集團(tuán)嘉文麗化妝品技術(shù)中心,福建 漳州 363000)
我國(guó)糖尿病人數(shù)已達(dá) 1.096億,居全球首位,其中 2 型糖尿?。╰ype 2 diabetes mellitus,T2DM)占90%~95%[1]。而 T2DM患者中非酒精性脂肪肝(non-alcohol fatty liver disease,NAFLD)的患病率為60%~80%[2]。T2DM合并NAFLD是一種代謝性疾病,往往與患者高脂高糖飲食有關(guān)[3]。高脂高糖飲食可以引起生物體內(nèi)高活性分子如活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)產(chǎn)生過(guò)多或消除減少,Kupffer細(xì)胞被激活并釋放大量炎癥因子TNF-α、IL-6、IL-1 等[4],導(dǎo)致肝組織細(xì)胞損傷[5]。選定由石斛、黃芪、知母、生地黃、丹參、地龍、葛根、五味子等組成滋陰清熱、益氣生津、活血化瘀的石斛合劑1方,選定由茵陳、梔子、大黃、萹蓄、滑石、甘草等組成清瀉濁毒的石斛合劑2方,臨床上先以石斛合劑1方,繼以石斛合劑2方,隨之再返回1方,如此循環(huán),形成石斛合劑序貫法(the dendrobium mixture in order cycle method,DMOC),并且發(fā)現(xiàn) DMOC 治療T2DM合并NAFLD療效較好,但是對(duì)其作用機(jī)制研究較少。為此,本研究通過(guò)構(gòu)建高成模率和高穩(wěn)定性的糖尿病大鼠模型,探討DMOC治療糖尿病合并肝損傷的作用機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 40只健康清潔級(jí)雄性Sprague-Dawley 大鼠[許可證號(hào):SCXK(滬)2012—0002],5周齡,體質(zhì)量(180±10)g,由上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司提供。大鼠飼養(yǎng)條件為12 h白晝、12 h黑夜自動(dòng)光照控制25℃、相對(duì)濕度55%的室溫控制,給予自來(lái)水及標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類飼料自由飲水及進(jìn)食,經(jīng)1周的適應(yīng)期后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。大鼠飼料成分由國(guó)外動(dòng)物飼料Dyets公司提供(見(jiàn)表 1、2),動(dòng)物實(shí)驗(yàn)通過(guò)臺(tái)灣弘光科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物照護(hù)及使用委員會(huì)審查(同意書(shū)編號(hào)10405,計(jì)劃執(zhí)行期間2015年9月—2016年8月)。
表1 大鼠飼料成分組成g/kg
表2 大鼠飼料能量組成Kcal/g
1.2 實(shí)驗(yàn)藥物 DMOC 1方(石斛15 g,黃芪21 g,知母 12 g,生地黃 15 g,丹參 18 g,地龍 15 g,葛根15 g,五味子 9 g,共計(jì) 120 g)、DMOC 2 方(茵陳 18 g,梔子 12 g,大黃 6 g,萹蓄 15 g,滑石 15 g,甘草 6 g,共計(jì)72 g)購(gòu)自福建中醫(yī)藥大學(xué)附設(shè)國(guó)醫(yī)堂。DMOC 1方和DMOC 2方均以常規(guī)水煎2次后合并、過(guò)濾、濃縮成 100 mL藥液,DMOC 1、2方的含藥量分別為 1.2、0.72 g/mL。
1.3 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器 鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)(美國(guó) Sigma公司);ELx800酶標(biāo)儀(美國(guó) Bio-TEK公司);55I尼康生物顯微鏡(日本尼康公司);DSC-N158A臺(tái)式離心機(jī)(臺(tái)灣歐米克斯公司)。
2.1 動(dòng)物模型的建立與干預(yù) 采用隨機(jī)數(shù)字表法將大鼠分成正常組、正常干預(yù)組、模型組和模型干預(yù)組,每組10只。正常組和正常干預(yù)組予以基本飼料喂養(yǎng)。模型組和模型干預(yù)組予以高脂高糖飼料喂養(yǎng) 4 周后,以腹腔注射 2 次 STZ 25 mg/(kg·m2),間隔72 h加以誘導(dǎo),注射后第4天,用血糖測(cè)定儀測(cè)量血糖,篩選空腹血糖>11.1 mmol/L為糖尿病造模成功大鼠。飲食處理后出現(xiàn)高血糖、高血脂、肝功能異常現(xiàn)象,表明糖尿病合并肝損傷大鼠造模成功。喂養(yǎng)至第36~44周,正常干預(yù)組和模型干預(yù)組進(jìn)行DMOC中藥干預(yù)。根據(jù)體重計(jì)算灌胃量,每只實(shí)驗(yàn)大鼠的灌胃量參考文獻(xiàn)[6]進(jìn)行換算,臨床上成人 1 包 /(60 kg·d),每包100 mL,相當(dāng)于大鼠 0.05包/(0.5 kg·d),每包 5 mL。
2.2 組織取材與處理 實(shí)驗(yàn)期間大鼠進(jìn)行采血檢驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)束以二氧化碳對(duì)大鼠施行安樂(lè)死,組織取材保存于-80℃?zhèn)溆貌⑦M(jìn)行肝活檢。
2.3 觀測(cè)指標(biāo)及方法 觀察每組大鼠的體質(zhì)量、肝組織重量、腹腔脂肪重量。葡萄糖氧化酶法檢測(cè)空腹血糖(FBG);紫外分光比色法檢測(cè) TC、TG、AST、ALT;DCF法檢測(cè)活性氧簇(ROS);酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法檢測(cè)TNF-α、IL-6;HE染色法觀察肝臟組織形態(tài)學(xué)變化。
2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析處理。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以(s)表示,采用單因素方差分析。
3.1 4組大鼠體質(zhì)量、肝組織重量、腹腔脂肪重量比較 見(jiàn)表3。
表3 4組大鼠體質(zhì)量、肝組織重量、腹腔脂肪重量比較(s)
表3 4組大鼠體質(zhì)量、肝組織重量、腹腔脂肪重量比較(s)
注:與正常組比較,1) P<0.01,2) P<0.05;與模型組比較,3) P<0.01,4) P<0.05。
腹腔脂肪重量/g 36.99±4.80 28.17±2.80 93.90±21.401)73.30±16.004)組別正常組正常干預(yù)組模型組模型干預(yù)組n 10 10 10 10體質(zhì)量/g 626.00±50.10 586.70±31.50 781.70±114.901)654.80±51.304)肝組織重量/g 16.11±2.00 16.24±2.90 19.08±2.402)16.05±1.303)
3.2 4組大鼠血清血糖、血脂、肝功能指標(biāo)比較見(jiàn)表4。
表4 4組大鼠血清血糖、血脂、肝功能指標(biāo)比較(±s)
表4 4組大鼠血清血糖、血脂、肝功能指標(biāo)比較(±s)
注:與正常組比較,1) P<0.01;與模型組比較,2) P<0.01,3) P<0.05。
TG/(mmol/L)1.06±0.21 1.03±0.23 1.83±0.531)1.18±0.232)組別正常組正常干預(yù)組模型組模型干預(yù)組n 10 10 10 10 FBG/(mmol/L)5.25±0.12 4.63±1.91 14.99±3.951)9.57±2.872)TC/(mmol/L)1.83±0.35 2.06±0.41 2.82±0.551)2.26±0.233)AST /(U/L)83.67±5.20 83.13±19.80 145.00±34.661)103.00±22.413)ALT/(U/L)35.50±10.33 37.63±14.04 113.33±37.451)91.29±13.88
3.3 大鼠肝組織形態(tài)學(xué)觀察 正常組與正常干預(yù)組肝細(xì)胞大小均勻,肝小葉結(jié)構(gòu)正常且肝索排列整齊,表明DMOC本身不會(huì)造成肝細(xì)胞毒性。模型組肝細(xì)胞呈空泡狀變性,肝組織脂肪堆積明顯,細(xì)胞間質(zhì)增厚,纖維組織增粗,肝小葉結(jié)構(gòu)破壞明顯,中央靜脈周圍伴匯管區(qū)有炎性細(xì)胞浸潤(rùn)等情形;與模型組相比,模型干預(yù)組肝細(xì)胞壞死、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)程度明顯減少,表明DMOC具有改善糖尿病大鼠肝損傷的作用。見(jiàn)圖1。
圖1 4組大鼠肝組織HE染色圖(×200)
3.4 4組大鼠血清ROS、TNF-α、IL-6變化比較見(jiàn)表5。
表 5 4 組大鼠血清 ROS、TNF-α、IL-6 變化比較(s)
表 5 4 組大鼠血清 ROS、TNF-α、IL-6 變化比較(s)
注:與正常組比較,1) P<0.01;與模型組比較,2) P<0.01。
IL-6/(pg/mL)95.80±12.41 91.57±8.73 1906.07±211.171)592.11±5.762)組別正常組正常干預(yù)組模型組模型干預(yù)組n 10 10 10 10 ROS /(nmol DCF /min /mg protein)51.48±5.52 52.65±7.14 357.75±50.591)165.70±22.972)TNF-α/(ng/mL)6.40±0.84 6.46±0.88 118.13±11.111)54.83±5.372)
T2DM發(fā)生胰島素抵抗導(dǎo)致肝臟脂質(zhì)沉積,從而促進(jìn)NAFLD的發(fā)生。以氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過(guò)氧化為中心的“二次打擊”學(xué)說(shuō)認(rèn)為:當(dāng)脂肪細(xì)胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生超過(guò)抗氧化系統(tǒng)的清除能力時(shí),便產(chǎn)生氧化應(yīng)激引起ROS產(chǎn)生,導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化損傷,致使Kupffer細(xì)胞激活并釋放 TNF-α、IL-6、IL-1等炎性細(xì)胞因子和遞質(zhì),進(jìn)而引起細(xì)胞浸潤(rùn)、變性或壞死,最終造成肝損傷形成NAFLD。
糖尿病合并脂肪肝的大鼠造模是一種雙疾病動(dòng)物模型,近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用大鼠建立糖尿病合并脂肪肝的病理模型進(jìn)行大量研究[7]。本課題組基于脂肪肝造模的優(yōu)缺點(diǎn),最后決定采用雄性SD大鼠造模,實(shí)驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)為36周以符合人類30歲的年齡[8],高脂高糖飲食的成分組成參考國(guó)外動(dòng)物飼料Dyets公司配方,模型組脂肪和總能量的實(shí)際攝入量明顯高于正常組,并在預(yù)實(shí)驗(yàn)36周后活檢觀察到肝損傷后再進(jìn)行中藥干預(yù)。
在動(dòng)物模型的研究中,血糖是觀察糖尿病和藥物治療的最主要指標(biāo)。血脂分析的重要指標(biāo)TC是指血液中脂蛋白所含膽固醇的總和,TG是人體主要的能量?jī)?chǔ)存單元,生命活力的重要來(lái)源,血清中持續(xù)的高濃度TG可導(dǎo)致肝細(xì)胞中脂肪過(guò)度堆積而引起脂肪肝病變。血清AST、ALT是肝細(xì)胞重要的酶,AST、ALT及AST/ALT比值是糖尿病合并脂肪肝的相對(duì)敏感指標(biāo),可反映肝纖維化、肝硬化的發(fā)展。正常完整的肝細(xì)胞膜中AST及ALT不會(huì)溢流到肝細(xì)胞外,但肝細(xì)胞本身受到某些因素的傷害后,使得肝細(xì)胞中所含的AST及ALT釋放到血液中呈異常增加。
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn):大鼠予以高脂高糖飲食后,內(nèi)臟的脂肪細(xì)胞增生肥大可誘導(dǎo)肝臟炎性浸潤(rùn)反應(yīng)、脂肪變性壞死及肝纖維化,同時(shí)K upffer細(xì)胞釋放大量炎性因子TNF-α、IL-6,隨著病變的進(jìn)展,炎性細(xì)胞和巨噬細(xì)胞將在肝細(xì)胞內(nèi)不斷增加,促進(jìn)肝細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激反應(yīng),ROS產(chǎn)生過(guò)多或消除減少,從而促進(jìn)肝星狀細(xì)胞激活、轉(zhuǎn)化和合成細(xì)胞外基質(zhì),最終誘發(fā)進(jìn)展性肝纖維化或肝細(xì)胞凋亡。檢測(cè)ROS、TNF-α、IL-6水平可以用來(lái)判斷糖尿病合并肝損傷的嚴(yán)重程度。
臨床經(jīng)驗(yàn)中用于治療T2DM合并NAFLD的中藥少見(jiàn)。石斛合劑序貫法是根據(jù)施紅教授[9]提出的“糖尿病氣陰兩虛血瘀貫穿始終,伴階段性痰、濕、熱以及濁毒不祛,氣陰難補(bǔ)”的觀點(diǎn),根據(jù)滋陰清熱、益氣生津、活血化瘀、清瀉濁毒治則對(duì)糖尿病及其并發(fā)癥進(jìn)行治療,DMOC包含2個(gè)方劑(1方、2方),臨床上先以DMOC 1方滋陰清熱、益氣活血、補(bǔ)益脾腎,并隨證加減,扶正為主,7劑左右;繼以DMOC 2方清肝利濕泄?jié)幔?劑,中病即止;隨之再返回1方,如此循環(huán),臨床應(yīng)用效果較好。本文的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明:石斛合劑能改善糖尿病合并肝損傷大鼠的 FBG、TC、TG、AST、ROS、TNF-α、IL-6,以及改善大鼠的肝組織泡沫樣變、細(xì)胞腫脹、界線不清、肝竇狹窄、中央靜脈周圍伴匯管區(qū)淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)。此外,為了觀察石斛合劑是否對(duì)肝臟具有毒性作用,本文在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上增設(shè)了正常干預(yù)組,結(jié)果顯示在肝功能及肝活檢方面,石斛合劑不具肝細(xì)胞毒性。關(guān)于石斛合劑序貫法治療糖尿病合并肝損傷大鼠的具體機(jī)制及安全性有待進(jìn)一步研究。