魏琳玲 丁 科
高脂血癥是指血清中總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白(LDL)過(guò)高而血清高密度脂蛋白(HDL)過(guò)低的脂代謝異常疾病。作為動(dòng)脈粥樣硬化的重要因素之一,高脂血癥會(huì)誘發(fā)一系列心腦血管疾病。近年來(lái),越來(lái)越多的中藥被用于治療高脂血癥的研究[1]。中藥藏紅花,又稱西紅花,是鳶尾科番紅花Crocus sativus L.的干燥柱頭。中醫(yī)認(rèn)為藏紅花性甘,平,歸心、肝經(jīng),具有活血化瘀,涼血解毒,解郁安神的功效。常用于經(jīng)閉癥瘕,產(chǎn)后瘀阻,溫毒發(fā)斑,優(yōu)郁痞閼,驚悸發(fā)狂[2]。藏紅花主要成分為番紅花苦苷、番紅花苷 I~I(xiàn)I、藏紅花醛、α-番紅花酸,α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素等[3-5]。金黃地鼠具有血量充足、膽固醇耐受好、模型穩(wěn)定、成本較低等優(yōu)勢(shì),目前被普遍用于飲食性誘導(dǎo)的肥胖及高脂血癥的研究[6-9]。本研究采用金黃地鼠作為試驗(yàn)動(dòng)物,建立飲食性高脂血癥金黃地鼠模型,給予不同劑量藏紅花水提物,探討藏紅花水提物對(duì)高脂血癥模型金黃地鼠肝臟保護(hù)作用。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SPF級(jí)健康雄性金黃地鼠60只,5周齡,體質(zhì)量(80±5)g,購(gòu)于北京維通利華生物科技有限公司,合格證號(hào):SCXK(京)2016-0011;飼養(yǎng)于浙江中醫(yī)大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中心,實(shí)驗(yàn)飼養(yǎng)室許可證號(hào)SYXK(浙)2013-0184,初始體質(zhì)量差異均不顯著。實(shí)驗(yàn)用基礎(chǔ)飼料由動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供,高脂飼料購(gòu)自江蘇省協(xié)同醫(yī)藥生物工程有限責(zé)任公司,配方為基礎(chǔ)飼料68%,蔗糖10%,豬油10%,蛋黃粉10%,膽固醇2%。
1.2 藥物與試劑 本實(shí)驗(yàn)所用藏紅花水提液,由浙江中醫(yī)藥大學(xué)中藥體外代謝實(shí)驗(yàn)室提供;TG試劑盒(批號(hào)4818UN18)、TC試劑盒(批號(hào)12061UN11)購(gòu)自雅培制藥有限公司;LDL-C試劑盒(批號(hào)9260099)、HDL-C 試劑盒(批號(hào) 92469095)、ALT 試劑盒(批號(hào)020334)、AST試劑盒(批號(hào) 010201)購(gòu)自中生北控生物科技股份有限公司;辛伐他?。ㄒ?guī)格:20mg×7片、批號(hào)H19990366)購(gòu)自默沙東制藥有限公司;PPAR-γ抗體購(gòu)自Cell Signaling Technology公司;GAPDH抗體購(gòu)自上海碧云天。逆轉(zhuǎn)錄試劑盒,定量PCR試劑盒購(gòu)自QIAGEN公司。引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。PPAR-γ:上游引物:5’-CTGATGCTTTAACCCCACAGACTCGG-3;下游引物:5’-CCCTTTACCACAGTTGATTTCTCCAG-3;GAPDH:上游引物:5’-CATCACCATCTTCCAGGAGC G-3;下游引物:5’-GAGGGGCCATCCACAGTCTTC-3。
1.3 儀 器 全自動(dòng)血脂生化分析儀(德國(guó)羅氏診斷有限公司);Tecan酶標(biāo)儀(瑞士);熒光顯微鏡及圖像采集系統(tǒng)(日本);移液槍(德國(guó) Eppendorf);Milli-Q超純水系統(tǒng)(Millipore公司,美國(guó)),Minispin離心機(jī)(eppendorf公司,德國(guó)),多功能酶標(biāo)儀(TECAN公司,奧地利);Chemi Scope 6300化學(xué)發(fā)光成像儀(上海勤翔科學(xué)儀器有限公司)。
2.1 模型制備及分組給藥 60只金黃地鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)觀察1周,根據(jù)初始體質(zhì)量,隨機(jī)取8只金黃地鼠作為正常組,給予普通飼料,其余52只給予高脂飼料進(jìn)行造模,造模時(shí)間4周,造模結(jié)束后對(duì)所有金黃地鼠進(jìn)行血清總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)水平檢測(cè),當(dāng)造模組金黃地鼠血清TC、TG水平較對(duì)照組有極顯著性差異(P<0.01)時(shí),說(shuō)明造模成功,同時(shí)剔除不符合造模標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)物。
剔除后將造模成功的40只金黃地鼠按照隨機(jī)數(shù)字表法分成五組,即模型組、藏紅花水提液低、中、高(劑量分別為 5,10,20g·kg-1·d-1)劑量組及陽(yáng)性藥辛伐他?。?5mg·kg-1·d-1)組,每組 8 只。各給藥組分別灌胃給予不同濃度藥物,給藥體積為2mL/100g,1d1次,連續(xù)給藥4周,正常組和模型組灌胃給予等體積的生理鹽水。正常組飼以普通飼料,其余組飼以高脂飼料,自由飲水進(jìn)食。
2.2 指標(biāo)檢測(cè) 給藥后每周測(cè)量2次體質(zhì)量,第4周末統(tǒng)計(jì)攝食量,心臟取血,全自動(dòng)生化儀測(cè)定血清TC,TG,高密度脂蛋白(HDL-C),低密度脂蛋白(LDL-C),丙氨酸氨基轉(zhuǎn)氨酶(ALT),天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)氨酶(AST)水平,并根據(jù)結(jié)果計(jì)算動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)(TG/HDL-C),冠狀動(dòng)脈指數(shù)(LDL-C/HDL-C)。
2.3 肝臟形態(tài)及病理學(xué)觀察 處理各金黃地鼠,稱取體質(zhì)量,取肝組織、脂肪組織,稱量肝組織質(zhì)量。采用蘇木精-伊紅(HE)染色觀察肝組織脂肪變化及炎癥程度,油紅O染色觀察金黃地鼠肝臟組織脂質(zhì)沉積情況,200倍光鏡下觀察。
2.4 脂肪組織過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體-γ(peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR-γ)mRNA和蛋白表達(dá) 脂肪組織PPAR-γ mRNA表達(dá)采用Real-time PCR檢測(cè),以GAPDH為內(nèi)參,相對(duì)表達(dá)量(2-ΔΔCt)值表示目的基因PPAR-γ的表達(dá)水平。Western blot法檢測(cè)PPAR-γ蛋白表達(dá),甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH)為內(nèi)參,使用ImageJ進(jìn)行灰度值計(jì)算。
2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用GraphPad Prism 5.0軟件處理數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(s)表示,析用單因素方差分析(one-way ANOVA),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 藏紅花水提液對(duì)高血脂癥金黃地鼠體質(zhì)量的影響 給藥開(kāi)始時(shí),各組金黃地鼠體質(zhì)量無(wú)明顯差異;隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程,模型組體質(zhì)量呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì),而實(shí)驗(yàn)組(低、中、高劑量)均呈現(xiàn)增長(zhǎng)較緩(見(jiàn)插頁(yè)圖1)。給藥4周后模型組(飼喂高脂飼料)體質(zhì)量顯著高于正常組(飼喂基礎(chǔ)飼料)(P<0.01)。藏紅花水提物低、中、高劑量組及陽(yáng)性藥組體質(zhì)量較之模型組分別下降了9.3%、7.1%、12.4%、11.2%,而各組間攝食量無(wú)顯著差異,見(jiàn)表1。
3.2 藏紅花水提液對(duì)高脂血癥金黃地鼠肝臟質(zhì)量的影響 給藥結(jié)束時(shí),模型組金黃地鼠的肝臟質(zhì)量及肝臟指數(shù)(肝重/體質(zhì)量)明顯高于正常組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);藏紅花低、中、高劑量組金黃地鼠的肝臟質(zhì)量及肝臟指數(shù)均較模型組低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表 2。
表1 四周給藥后各組金黃地鼠體質(zhì)量及攝食量比較(g
表1 四周給藥后各組金黃地鼠體質(zhì)量及攝食量比較(g
注:與正常組比較,*P<0.01;藏紅花水提液低濃度組以 5g·kg-1·d-1濃度灌胃;中濃度組以10g·kg-1·d-1濃度灌胃;高濃度組以20g·kg-1·d-1濃度灌胃;陽(yáng)性藥組以15mg·kg-1·d-1辛伐他汀灌胃;正常組和模型組以等體積生理鹽水灌胃
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表2 各組金黃地鼠肝臟質(zhì)量比較(g
表2 各組金黃地鼠肝臟質(zhì)量比較(g
注:與正常組比較,*P<0.01;與模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01;藏紅花水提液低濃度組以5g·kg-1·d-1濃度灌胃;中濃度組以10g·kg-1·d-1濃度灌胃;高濃度組以20g·kg-1·d-1濃度灌胃;陽(yáng)性藥組以15mg·kg-1·d-1辛伐他汀灌胃;正常組和模型組以等體積生理鹽水灌胃
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3.3 藏紅花水提液對(duì)高脂血癥金黃地鼠血脂代謝的影響 給藥4周后模型組金黃地鼠血清TG、TC、LDL-C水平,動(dòng)脈粥樣硬化及冠狀動(dòng)脈指數(shù)顯著高于正常組(P<0.01),而 HDL-C(高密度脂蛋白)含量顯著低于正常組(P<0.01);與模型組相比,藏紅花水提液中、高劑量組及陽(yáng)性組血清TG、TC、LDL-C含量顯著降低,藏紅花水提液各劑量組及陽(yáng)性組HDL-C水平較模型組顯著增加,且動(dòng)脈粥樣硬化及冠狀動(dòng)脈指數(shù)顯著降低(P<0.01),見(jiàn)表 3。
3.4 藏紅花水提液對(duì)高脂血癥金黃地鼠血清AST、ALT水平的影響 給藥結(jié)束時(shí),模型組金黃地鼠血清ALT、AST 水平較正常組顯著升高(P<0.05),表明模型組金黃地鼠肝臟受損明顯;與模型組比較,藏紅花水提液中、高劑量組及陽(yáng)性組均能顯著降低血清AST水平(P<0.01),藏紅花水提液高劑量組及陽(yáng)性組可顯著降低血清ALT水平(P<0.05),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見(jiàn)表4。
3.5 藏紅花水提液對(duì)高脂血癥金黃地鼠肝臟組織形態(tài)及脂滴沉積的影響 采用HE(蘇木精-伊紅)染色觀察肝臟組織形態(tài)變化,正常組金黃地鼠的肝組織完好,肝細(xì)胞排列整齊,胞間界限清晰,胞漿內(nèi)未見(jiàn)脂肪樣空泡;模型組金黃地鼠肝細(xì)胞腫脹,胞間界限不清,胞質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)脂滴空泡;藏紅花水提液低、中、高三個(gè)劑量的藏紅花水提液均能使金黃地鼠肝組織結(jié)構(gòu),脂滴空泡等情況有不同程度的改善,見(jiàn)插頁(yè)圖2。
表3 各組金黃地鼠血清TG、TC、HDL-C及LDL-C含量比較(mmol/L
表3 各組金黃地鼠血清TG、TC、HDL-C及LDL-C含量比較(mmol/L
注:與正常組比較,**P<0.01;與模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01;TG:甘油三酯;TC:總膽固醇;HDL-C:高密度脂蛋白;LDL-C:低密度脂蛋白;藏紅花水提液低濃度組以 5g·kg-1·d-1濃度灌胃;中濃度組以 10g·kg-1·d-1濃度灌胃;高濃度組以 20g·kg-1·d-1濃度灌胃;陽(yáng)性藥組以 15mg·kg-1·d-1辛伐他汀灌胃;正常組和模型組以等體積生理鹽水灌胃
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表4 各組金黃地鼠肝功能指標(biāo)比較(U/L
表4 各組金黃地鼠肝功能指標(biāo)比較(U/L
注:與正常組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01;AST:天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)氨酶;ALT:丙氨酸氨基轉(zhuǎn)氨酶;藏紅花水提液低濃度組以 5g·kg-1·d-1濃度灌胃;中濃度組以 10g·kg-1·d-1濃度灌胃;高濃度組以 20g·kg-1·d-1濃度灌胃;陽(yáng)性藥組以 15mg·kg-1·d-1辛伐他汀灌胃;正常組和模型組以等體積生理鹽水灌胃
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表5 各組金黃地鼠脂肪組織PPAR-γ比較,n=3)
表5 各組金黃地鼠脂肪組織PPAR-γ比較,n=3)
注:與正常組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01;過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體 γ(PPAR-γ);GAPDH:甘油醛-3-磷酸脫氫酶;藏紅花水提液低濃度組以5g·kg-1·d-1濃度灌胃;中濃度組以10g·kg-1·d-1濃度灌胃;高濃度組以20g·kg-1·d-1濃度灌胃;陽(yáng)性藥組以15mg·kg-1·d-1辛伐他汀灌胃;正常組和模型組以等體積生理鹽水灌胃
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采用油紅O染色觀察金黃地鼠肝臟組織中脂質(zhì)的沉積情況,正常組肝臟未見(jiàn)明顯脂滴沉積,模型組肝臟可見(jiàn)明顯脂滴沉積,呈彌漫性;與模型組相比較,藏紅花水提液各劑量均可見(jiàn)肝臟脂滴沉積減少,且高劑量組較之其他兩個(gè)劑量組脂滴沉積明顯減少,見(jiàn)插頁(yè)圖3。
3.6 藏紅花水提液對(duì)高脂血癥金黃地鼠脂肪組織PPAR-γ影響 給藥后模型組脂肪組織PPAR-γ蛋白相對(duì)表達(dá)較正常組顯著降低(P<0.01),藏紅花水提液干預(yù)后,中、高劑量組以及陽(yáng)性組肝組織PPAR-γ蛋白表達(dá)較模型組顯著增加(P<0.05)。給藥后,與正常組相比,模型組PPAR-γ mRNA水平顯著降低(P<0.01)。與模型組比較,藏紅花水提液各劑量組及陽(yáng)性組PPAR-γ mRNA表達(dá)水平具有不同程度增加,藏紅花水提液高劑量組及陽(yáng)性藥組PPAR-γ mRNA水平增加明顯,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),見(jiàn)表5、插頁(yè)圖4。
據(jù)報(bào)道,藏紅花有降血脂、抗腫瘤、抗氧化、改善心肌缺血缺氧、保護(hù)BPA(雙酚A)或者氧化應(yīng)激導(dǎo)致的肝損傷等作用,但對(duì)于飲食性高脂血癥的肝臟保護(hù)作用鮮有報(bào)道[10-18]。本研究中,藏紅花水提液干預(yù)組體質(zhì)量增長(zhǎng)較模型組緩慢,肝臟質(zhì)量及肝臟指數(shù)均較模型組低,而肝臟指數(shù)常用于評(píng)價(jià)肝臟脂肪變性程度,從HE和油紅O的染色結(jié)果也可以得出結(jié)論,藏紅花水提液干預(yù)后,高脂血癥金黃地鼠肝臟脂肪變性程度與脂滴沉積得以緩解。
與此同時(shí),與模型組相比,藏紅花水提液(中、高劑量)血清TG、TC、LDL-C含量較模型組顯著降低,且動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)和冠狀動(dòng)脈指數(shù)較模型組顯著降低(P<0.05),同時(shí)顯著提高血清 HDL-C 含量(P<0.05),表明藏紅花水提液可調(diào)節(jié)高脂血癥金黃地鼠的血脂水平。Asdaq等[10]通過(guò)給高脂血癥大鼠灌胃(ig)藏紅花提取液 25、50、100mg·kg-1,發(fā)現(xiàn)藏紅花及其藏紅花素可以通過(guò)抑制自由基,顯著減緩高脂血癥大鼠血脂代謝紊亂現(xiàn)象,與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有一致性。
AST和ALT是反映肝功能異常的重要指標(biāo)。與模型組金黃地鼠相比,高劑量藏紅花水提液可降低血清中AST和ALT水平(P<0.05),表示藏紅花水提液可能具有減輕高脂血癥金黃地鼠肝臟損傷的作用。
過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)是一類受過(guò)氧化物酶體增殖物激活的核受體,在脂質(zhì)代謝中發(fā)揮著重要作用。PPAR-γ多存在于脂肪組織中,通過(guò)調(diào)控調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)影響糖脂代謝和脂肪形成等過(guò)程[19-21]。藏紅花水提液干預(yù)后,金黃地鼠脂肪組織PPAR-γ mRNA水平與蛋白表達(dá)較之模型組均顯著提高(P<0.01)。
綜上所述,藏紅花水提液對(duì)于高脂血癥金黃地鼠的肝臟保護(hù)作用體現(xiàn)藏紅花水提液不僅調(diào)節(jié)血清內(nèi)血脂水平,且降低了金黃地鼠血清內(nèi)天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)氨酶和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)氨酶水平,改善肝臟組織脂肪變性和脂滴沉積。同時(shí),藏紅花水提液干預(yù)后,金黃地鼠脂肪組織PPAR-γ mRNA和蛋白水平均有所提高,這可能是藏紅花改善高脂血癥金黃地鼠血脂水平,發(fā)揮肝臟保護(hù)作用的機(jī)制之一。