王 雨,王 楠,劉媛媛,李永勤,王巧俠,付建軍
草質(zhì)素是從紅景天、筆筒草、棉花等植物中分離出的一種黃酮類物質(zhì)[1-4]。草質(zhì)素可以通過調(diào)節(jié)人肝癌細胞HepG2細胞活性氧介導(dǎo)的線粒體凋亡通路,促進癌細胞凋亡,達到抗癌的作用。草質(zhì)素還具有較強的抗氧化能力,可以清除氧自由基和抑制蛋白質(zhì)的氧化[5,6]。本研究采取高脂飲食誘導(dǎo)SD大鼠建立NASH模型,研究了草質(zhì)素對動物肝內(nèi)脂肪變性和氧化應(yīng)激反應(yīng)的影響。
1.1 動物、藥品、試劑與儀器 40只SPF級雄性SD大鼠購自湖北省武漢市疾病預(yù)防控制中心,6~8周齡【合格證號:SCXK(鄂)2011-0005】。 草質(zhì)素(成都瑞芬思生物公司,純度≥98%);基礎(chǔ)飼料、高脂飼料(武漢飼料公司);檢測血清谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、低密度脂蛋白(LDL-C)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、游離脂肪酸(FFA)、丙二醛(MDA)、超氧化物岐化酶(SOD)、過氧化物酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、血紅素氧化酶(HO-1)試劑盒(南京建成生物公司);抗β-actin、抗Nrf2、抗細胞色素P450酶2E1(CYP2E1)和抗細胞色素P450酶4A(CYP4A,Santa生物公司);RIPA裂解液、SDS上樣緩沖液、ECL發(fā)光液(碧云天生物公司);BCA試劑盒(Thermo公司);Cocktail(Roche生物公司)。臺式低溫高速離心機(Eppendorf公司);iMARKTM酶標儀(BIO-RAD公司);電子天平(Sartorius公司);電熱恒溫水浴箱(精宏實驗設(shè)備有限公司);旋渦混合器(其林貝爾公司);電泳儀、垂直電泳槽、電轉(zhuǎn)儀(六一儀器廠);Imager2000凝膠成像分析儀(Alpha Innotech公司)。
1.2 動物模型的制備 先用基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)動物于SPF級動物房1 w。將大鼠分為對照組,用基礎(chǔ)飼料喂食12 w,NASH模型組,用高脂飼料喂食12 w,小劑量草質(zhì)素處理組,在喂食高脂飼料的同時,給予草質(zhì)素20 mg·kg-1,灌胃處理12 w和大劑量草質(zhì)素處理組,在喂食高脂飼料的同時,給予草質(zhì)素40 mg·kg-1,灌胃處理12 w。實驗結(jié)束時,禁食12 h,經(jīng)眼眶取血,斷頸處死動物,取肝臟。
1.3 肝勻漿生化指標檢測 取0.2 g肝組織,加生理鹽水1.8 ml,在冰水浴中勻漿,檢測TG、TC、FFA、MDA、SOD、CAT、GSH-Px和HO-1酶活性。
1.4 肝組織蛋白表達檢測 采用Western blotting法,取肝組織50 mg,加入裂解液0.5 ml,勻漿,冰上裂解30 min,將得到的液體以12000 g在4℃離心15 min,上清即為總蛋白。檢測蛋白濃度,每管分裝50 μg,水浴變性,溫度為100℃,處理10 min。用SDS-PAGE膠電泳,分離總蛋白,保留目標蛋白并電轉(zhuǎn)至PVDF膜,與特異性的一抗和二抗在37℃各孵育1 h,經(jīng)ECL發(fā)光液顯色,分析結(jié)果。
2.1 各組大鼠肝指數(shù)的變化 與對照組比,模型組體質(zhì)量、肝質(zhì)量和肝指數(shù)均顯著升高(P<0.05);與模型組比,小劑量和大劑量藥物處理組肝質(zhì)量和肝指數(shù)均顯著降低(P<0.05),大劑量組體質(zhì)量也顯著降低(P<0.05,表1)。
表1 各組大鼠體質(zhì)量、肝質(zhì)量和肝指數(shù)比較
2.2 各組大鼠血生化指標比較 與對照組比,模型組大鼠血清ALT、AST、LDL-C、TG、TC、FFA均顯著升高(P<0.05);與模型組比,小劑量和大劑量草質(zhì)素處理組大鼠血清ALT、AST、LDL-C、TG、TC和FFA水平均顯著降低(P<0.05,表2)。
表2 各組大鼠血生化指標比較
2.3 各組大鼠肝勻漿脂質(zhì)含量比較 與對照組比,模型組大鼠肝勻漿TG、TC和FFA水平顯著升高(P<0.01);與模型組比,小劑量和大劑量組肝勻漿TG、TC和FFA水平顯著降低(P<0.05,表3)。
表3 各組大鼠肝勻漿脂質(zhì)含量比較
2.4 各組大鼠肝勻漿氧化應(yīng)激相關(guān)指標比較 與對照組比,模型組大鼠肝勻漿MDA水平升高(P<0.01),而SOD、CAT、GSH-Px和HO-1水平顯著降低(P<0.01);與模型組比,小劑量和大劑量組肝勻漿MDA水平顯著降低(P<0.01),而SOD、CAT、GSH-Px和HO-1水平顯著升高(P<0.05,表4)。
表4 各組大鼠肝勻漿氧化應(yīng)激相關(guān)指標比較
2.5 各組肝組織蛋白表達情況比較 與對照組比,模型組大鼠肝組織Nrf2蛋白相對表達量降低(P<0.01),而CYP2E1和CYP4A蛋白相對表達量顯著升高(P<0.01);與模型組比,小劑量和大劑量草質(zhì)素處理組肝組織Nrf2蛋白相對表達量升高(P<0.01),而CYP2E1和CYP4A蛋白相對表達量降低(P<0.05,圖1)。
草質(zhì)素是紅景天屬的植物中主要的黃酮類化合物,紅景天是《神農(nóng)本草經(jīng)》中的上品,越來越多的研究證明紅景天中黃酮類物質(zhì)的藥理活性比其中的苷類和多糖類更優(yōu),而紅景天黃酮類化合物最主要的藥理作用包括抗氧化、調(diào)節(jié)血脂和護肝作用[7-10]。
圖1 各組大鼠肝組織蛋白表達量比較與對照組比,#P<0.05,##P<0.01;與模型組比;*P<0.05,**P<0.01
因此,紅景天黃酮類物質(zhì)在治療NASH方面有良好的前景。
本研究結(jié)果顯示,模型組血清FFA水平升高,可以反映出肝臟脂質(zhì)堆積。應(yīng)用草質(zhì)素處理可以降低肝內(nèi)脂肪堆積,說明草質(zhì)素可以改善高脂飲食引起的肝臟脂肪變,緩解第一次打擊帶來的損傷[11,12]。肝臟MDA含量檢測結(jié)果顯示,高脂飲食會導(dǎo)致大鼠肝勻漿MDA含量增加,草質(zhì)素可以降低模型組大鼠肝勻漿MDA含量,說明草質(zhì)素可以緩解高脂飲食引起的氧化損傷。SOD、CAT、GSH-Px和HO-1是機體抗氧化防御系統(tǒng)最主要的組成成分,可以清除大部分的自由基,維持氧化系統(tǒng)的平衡[13-17]。高脂飲食會抑制SD大鼠肝臟SOD、CAT、GSH-Px和HO-1酶活性,同時給予草質(zhì)素灌胃可以提高這些酶的活性,提高機體抗氧化能力。Nrf2是細胞內(nèi)抗氧化還原反應(yīng)最核心的調(diào)節(jié)因子,它不僅可以提高機體清除自由基的能力,還可以抑制自由基的生成。CYP2E1和CYP4A是主要生成自由基的酶系,與NASH患者體內(nèi)氧化應(yīng)激失衡有密切的關(guān)系[18]。本研究結(jié)果顯示高脂飲食會抑制Nrf2蛋白表達,而促進CYP2E1和CYP4A蛋白表達。給予草質(zhì)素可以促進Nrf2的表達,抑制CYP2E1和CYP4A表達。根據(jù)這些結(jié)果,我們推測草質(zhì)素可能主要是通過激活大鼠肝臟Nrf2表達,提高抗氧化酶SOD、CAT、GSH-Px和HO-1活性,促進機體自由基的清除速度。抑制自由基生成酶CYP2E1和CYP4A的表達,抑制自由基產(chǎn)生,降低肝臟自由基含量,減緩脂質(zhì)過氧化反應(yīng),降低了MDA含量,改善了氧化應(yīng)激紊亂,緩解了第二次打擊的傷害[19,20]。