呂 樂,莫小葉,龐美霞,孫海燕*
1深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院博士后創(chuàng)新基地;2深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院 深圳市發(fā)酵精制檢測系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,深圳518055
肝臟是機(jī)體重要的解毒器官,參與調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)糖、脂肪、蛋白質(zhì)的代謝,也是外源性物質(zhì)代謝、轉(zhuǎn)化的主要場所[1,2]。因此,病毒性肝炎、酒精性脂肪肝、肝纖維化、肝硬化和肝癌等肝臟機(jī)能的損傷會對機(jī)體產(chǎn)生嚴(yán)重的影響[3,4]。肝臟內(nèi)含有大量的Ⅰ相、Ⅱ相藥物代謝酶,及多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白[5,6]。Ⅰ相藥物代謝酶主要為CYP450酶系,負(fù)責(zé)氧化、還原、水解過程,可催化多種藥物、毒物、前致癌物等外源性物質(zhì)的代謝。Ⅱ相代謝酶主要包括尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(UDP-glucuronosyltransferase,UGT)、硫酸基轉(zhuǎn)移酶(sulfotransferase,SULT),催化Ⅰ相代謝酶產(chǎn)物與葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽等共價(jià)結(jié)合,生成水溶性更好的產(chǎn)物,從而利于代謝產(chǎn)物的排除。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC)主要包括P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)、多耐藥相關(guān)蛋白(multidrug resistance related proteins,MRPs),他們屬于同一家族,廣泛存在于多種正常的組織和器官,參與藥物、內(nèi)/外源物質(zhì)的吸收、分布、排泄,具有解毒和防御保護(hù)作用[7,8]。
茶葉制作過程大體包括殺青、發(fā)酵、捻揉和干燥4個(gè)步驟,根據(jù)其加工方法和發(fā)酵程度,分為白茶、黃茶、綠茶、黑茶、紅茶、青茶。茶葉具有很好的抗氧化作用,在體內(nèi)外都有抗自由基的活性[9]。茶葉中的生理活性物質(zhì)主要為茶多酚,包括兒茶素類、花色苷、黃酮類等,也是茶葉抗氧化活性的主要物質(zhì)基礎(chǔ)[10,11]。綠茶是指未經(jīng)發(fā)酵過的茶葉,龍井綠茶是我國四大名茶之首,素有“綠茶皇后”的美譽(yù)。有關(guān)綠茶有效成分生理功能的研究已經(jīng)成為近年來的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
本團(tuán)隊(duì)前期研究表明龍井茶多酚提取物對小鼠肝臟內(nèi)的CYP450有調(diào)節(jié)作用,但對Ⅱ相藥物代謝酶和轉(zhuǎn)運(yùn)體的作用尚不明確。因此,本文在前期研究基礎(chǔ)上,探討龍井茶多酚提取物對C57BL/6J小鼠肝臟Ⅱ相代謝酶和轉(zhuǎn)運(yùn)體表達(dá)的影響,以及其對氧化應(yīng)激的抵抗作用、以期為龍井茶多酚提取物的深度開發(fā)利用提供實(shí)驗(yàn)支持。
1.1.1 茶葉
西湖龍井綠茶茶葉購自于深圳一品軒茶莊,粉碎,常溫避光在干燥罐保存。
1.1.2 動(dòng)物
購自于南方醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心6~8周齡的SPF級雄性C57BL/6J小鼠[許可證號SCXK(粵)2016-0041],體重20±2 g。
1.1.3 試劑與儀器
SOD、CAT、GSH、GSH-Px測試試劑盒(南京建成生物工程研究所);MRP2、CYP2E1、CYP1A2、CYP3A4兔多克隆抗體、P-gp、UGT1A6、GAPDH兔單克隆抗體、辣根過氧化物酶標(biāo)記的山羊抗兔抗體(Abcam公司,USA);SULT1A1兔多克隆抗體(Bioss公司);Wes(Protein Simple,San Jose,USA);顯微鏡(NIKON Eclipse ci,Japan);成像系統(tǒng)(NIKON digital sight DS-FI2,Japan)。
1.2.1 龍井茶多酚提取物的提取方法
龍井茶多酚提取物的提取參照國家標(biāo)準(zhǔn)(GBT8313-2018)并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件稍作調(diào)整:取20 g過篩的龍井茶粉末,按1∶25(W/V)的比例加入70 ℃預(yù)熱的70%甲醇,70 ℃水浴浸提30 min。浸提后,將體系冷卻至室溫,布氏漏斗抽濾,濾渣繼續(xù)同法重復(fù)浸提2次。合并3次提取濾液,濃縮至原體積的15%~20%,確保甲醇幾乎被除盡,濃縮液采用氯仿3∶1(V/V)萃取一次,分層后棄去氯仿層,采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)將水萃取層濃縮至原體積的5%,適量超純水復(fù)溶。10 000 rpm,4 ℃離心15 min,上清液冷凍干燥后,常溫避光干燥保存。以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,采用Folin-Ciocalteu法測定龍井茶多酚提取物中總多酚的含量[12,13]。
1.2.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及分組
40只C57BL/6J小鼠隨機(jī)均等分為4組:對照組(control)、龍井茶多酚提取物37.5、75、150 mg/kg實(shí)驗(yàn)組。龍井茶多酚提取物實(shí)驗(yàn)組給予相應(yīng)劑量的龍井茶多酚提取物,空白對照組給予生理鹽水,灌胃體積均為0.1 mL/10 g·BW。各組連續(xù)灌胃6次,末次灌胃后8 h,摘眼球取血,分離小鼠肝臟。
蘇佩斯的觀點(diǎn)引發(fā)了更多學(xué)者對科學(xué)理論問題的關(guān)注,薩普、范·弗拉森和史納德等人在其基礎(chǔ)上進(jìn)一步對經(jīng)驗(yàn)科學(xué)的邏輯結(jié)構(gòu)和模型結(jié)構(gòu)加以探討,形成了一種新的“公認(rèn)觀點(diǎn)”,從而促使對科學(xué)理論的理解得到了進(jìn)一步的拓展。展開來說:
1.2.3 血清中ALT和AST含量測定
摘眼球取小鼠全血,4 ℃冰箱靜置過夜,之后2 500 rpm,4 ℃,離心15 min,上層黃色液體即為血清。按說明書操作測定ALT、AST含量。
1.2.4 肝臟中GSH、GSH-Px、SOD、CAT測定
小鼠肝臟組織用4 ℃生理鹽水清洗,濾紙擦干水漬后稱質(zhì)量,每只小鼠取50 mg左右組織,按1∶9的比例加入0.9%生理鹽水,F(xiàn)astPrep-24勻漿。3 500 rpm,4 ℃離心10 min后取上清液得10%的肝臟組織勻漿。按說明書測定肝臟組織勻漿中GSH、GSH-Px、SOD、CAT含量。
1.2.5 病理切片
1.2.6 Western blotting蛋白分析
采用Western blotting法測定小鼠肝臟中CYP450,Ⅱ相代謝酶SULT1A1、UGT1A6和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MRP2、P-gp的表達(dá)情況。稱取在-80 ℃凍存的小鼠肝臟80 mg左右,加入冰上預(yù)冷的NP40裂解液1 mL,操作與冰上進(jìn)行,用FastPrep-24勻漿,之后4 ℃,12 000 rpm離心30 min,分取上清液。BCA法測定蛋白濃度,將樣品的蛋白濃度調(diào)整到5 mg/mL,按4∶1的體積比加入5×loading buffer,100 ℃加熱5 min,冰上冷卻,離心,混勻,分裝,-80 ℃放置備用。另調(diào)整一份蛋白濃度為1 mg/mL的樣品,-80 ℃放置備用。
取出-80 ℃凍存的制備好的5 mg/mL蛋白樣品,100 ℃再次加熱5 min。冰上冷卻混勻。制膠、上樣5 μL、電泳、轉(zhuǎn)膜、封閉、一抗(GAPDH、CYP3A11、CYP1A2、CYP2E1、SULT1A1、P-gp)孵育、二抗孵育、顯影成像。顯影后將所得的蛋白質(zhì)條帶用Image Lab 5.1軟件分析。
取出-80 ℃凍存的制備好的1 mg/mL蛋白樣品,按照Simple Western兔抗檢測劑盒說明書操作流程測定CYP3A11、CYP2E1、MRP2、UGT1A6的蛋白表達(dá)水平(詳細(xì)條件見表1)。
表1 Western blotting一抗二抗列表Table 1 Description of primary and secondary antibodies for Western blotting
1.2.7 數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)采用mean±SD在圖像上表示,采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,先進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn),若符合用單因素方差分析(ANOVA),采用最小顯著性差異法(LSD)檢驗(yàn),方差不齊者采用Tamhane’s T2檢驗(yàn),P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.005 1x+0.041 5,r2=0.999 4,線性良好(見圖1)。通過計(jì)算得龍井茶多酚提取物中總多酚的含量為494.93 mg/kg。
圖1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of garlic acid
在每個(gè)實(shí)驗(yàn)組HE染色的病理切片挑選典型圖片,通過分析,可以看出三個(gè)劑量的龍井茶多酚提取物對小鼠的肝臟不存在病理上的損傷(見圖2)。
圖2 小鼠肝臟病理學(xué)檢查Fig.2 Pathologic changes of liver tissues of mouse
龍井茶多酚提取物對小鼠肝臟中ALT、AST的影響情況見圖3。相對于空白組,75 mg/kg的龍井茶多酚提取物能顯著性降低小鼠血清中ALT的水平,150 mg/kg的龍井茶多酚提取物能顯著性增加血清中AST的水平,其他劑量組沒有顯著性差異。
圖3 小鼠肝臟ALT和AST水平Fig.3 AST and ALT level in mouse liver注:與空白對照組比較,*P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001;下同。Note:Compared with control,*P < 0.05,** P < 0.01,***P < 0.001;The same below.
龍井茶多酚提取物對小鼠肝臟中生化指標(biāo)的影響見圖4。對于GSH,相對于對照組,三個(gè)劑量的龍井茶多酚提取物顯著性降低了肝臟內(nèi)的GSH水平,與劑量呈負(fù)相關(guān)(見圖4A)。對于GSH-Px,相對于對照組,三個(gè)劑量的龍井茶多酚提取物就能顯著性提高小鼠肝臟中GSH-Px的含量(見圖4B)。對于SOD,相對于對照組,龍井茶多酚提取物對其在肝臟中的含量沒有顯著性影響(見圖4C)。對于CAT,相對于對照組,37.5 mg/kg龍井茶多酚提取物能夠顯著性提高其在小鼠肝臟中的含量,但是75和150 mg/kg的劑量顯著性降低其在肝臟中的活性(見圖4D)。
圖4 肝臟組織中生物化學(xué)指標(biāo)含量Fig.4 Biochemistry makers content in liver tissue
龍井茶多酚提取物對CYP450的影響見圖5。對于CYP1A2,相對于對照組,三個(gè)劑量的龍井茶多酚提取物對小鼠肝臟中CYP1A2相對蛋白表達(dá)水平?jīng)]有顯著性影響(見圖5A);對于CYP2E1,相對于對照組,37.5和75 mg/kg龍井茶多酚提取物可以顯著性上調(diào)CYP2E1的蛋白表達(dá)水平,150 mg/kg龍井茶多酚提取物對該蛋白的相對表達(dá)水平?jīng)]有影響(見圖5B)。對于CYP3A11,相對于對照組,37.5 mg/kg龍井茶多酚提取物可以顯著性上調(diào)CYP3A11的蛋白表達(dá)水平(見圖5C),75 mg/kg龍井茶多酚提取物對小鼠肝臟中CYP3A11相對蛋白表達(dá)水平?jīng)]有顯著性影響,150 mg/kg龍井茶多酚提取物顯著性抑制CYP3A11的蛋白表達(dá)水平(見圖5C)。
圖5 小鼠肝臟中CYP450的相對蛋白表達(dá)水平Fig.5 Relative protein expression of CYP450 in mouse liver
龍井茶多酚提取物對Ⅱ相代謝酶的影響見圖6。對于SULT1A1,相對于對照組,對于37.5 mg/kg龍井茶多酚提取物能夠顯著性提高SULT1A1的相對蛋白表達(dá)水平,75和150 mg/kg龍井茶多酚提取物對該酶的蛋白表達(dá)水平?jīng)]有顯著性影響。對于UGT1A6,相對于對照組,37.5 mg/kg龍井茶多酚提取物能顯著性提高小鼠肝臟中UGT1A6的相對蛋白表達(dá)水平,75.5和150 mg/kg的劑量對該蛋白的表達(dá)水平?jīng)]有顯著性影響。
圖6 小鼠肝臟中Ⅱ相代謝酶的相對蛋白表達(dá)水平Fig.6 Relative protein expression of phase Ⅱ enzymes in mouse liver
龍井茶多酚對小鼠肝臟中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的影響見圖7。對于MRP2,相對于對照組,75和150 mg/kg龍井茶多酚提取物可以顯著性提高其蛋白表達(dá)水平(見圖7A)。對于P-gp,相對于對照組,37.5和150 mg/kg龍井茶多酚提取物均顯著性抑制P-gp的蛋白相對表達(dá)水平,75 mg/kg龍井茶多酚提取物對P-gp的蛋白表達(dá)水平?jīng)]有顯著性影響(見圖7B)。
圖7 小鼠肝臟中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的相對蛋白表達(dá)水平Fig.7 Relative protein expression of transporters in mouse liver
ALT和AST是衡量肝臟功能是否發(fā)生異常的兩個(gè)重要指標(biāo)。通常情況下,ALT和AST主要存在于肝臟中,在血液中的含量極低。但是當(dāng)肝臟功能發(fā)生異常時(shí),ALT和AST就會從肝臟中轉(zhuǎn)移至血液中,導(dǎo)致血液中ALT、AST含量升高,活性增加。從血清中ALT、AST的活性變化情況,可以知道肝臟的健康情況。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,相對于空白組,75 mg/kg的龍井茶多酚提取物能顯著性降低小鼠血清中ALT的水平,150 mg/kg的龍井茶多酚提取物能顯著性增加血清中AST的水平,其他劑量組沒有顯著性差異。但是在臨床上,在ALT正常的情況下,單純的AST升高并不能說明肝臟存在損傷,同時(shí)病理切片結(jié)果分析顯示龍井茶多酚對小鼠肝臟不存在病理上的傷害。
人體細(xì)胞、組織受到氧化脅迫是癌癥、心血管疾病等諸多疾病的誘因之一[14,15]。為保護(hù)機(jī)體免受過氧化的損傷,細(xì)胞有一套完善的抗氧化酶防御酶系。主要包括SOD、CAT、GSH、GSH-Px等。其中SOD把超氧陰離子轉(zhuǎn)換為H2O2,GSH-Px和CAT將H2O2催化成H2O,從而將毒性超氧陰離子和H2O2轉(zhuǎn)換成無毒的H2O[16]。茶多酚是一種優(yōu)良的天然抗氧化劑,富含-OH基團(tuán),具有很好的體內(nèi)外抗氧化活性,對氧化應(yīng)激具有較強(qiáng)的調(diào)節(jié)作用。龍井茶多酚提取物對小鼠肝臟內(nèi)SOD活性沒有顯著性影響,但是可以顯著性增加GSH-Px的活性,37.5 mg/kg龍井茶多酚提取物可以顯著性增加CAT在肝臟中的活性??梢钥闯鳊埦瓒喾犹崛∥锬芡ㄟ^調(diào)節(jié)CAT和GSH-Px在小鼠肝臟中的含量來增加小鼠肝臟抵抗氧化應(yīng)激能力。對于GSH,隨著龍井茶多酚提取物給予的劑量的增加,其肝臟內(nèi)的含量下降,可能是由于龍井茶多酚作為提取物,其中的其他成分造成了GSH的消耗。
CYP450參與內(nèi)/外源性物質(zhì)的代謝,包括藥物、環(huán)境化合物等,具有個(gè)體差異大,容易受到外源性物質(zhì)的影響的特點(diǎn)[17]。37.5 mg/kg龍井茶多酚提取物能顯著性提高CYP2E1/3A11兩個(gè)亞型在小鼠肝臟中的蛋白表達(dá)水平。說明低劑量的龍井茶多酚提取物對CYP450有一定的誘導(dǎo)作用。Ⅱ相代謝酶UGTs和SULTs主要分布在肝臟,將內(nèi)/外源性物質(zhì)代謝為易于排出的水溶性物質(zhì)[18]。37.5 mg/kg的龍井茶多酚提取物可以顯著性增加UGT1A6和SULT1A1在小鼠肝臟中的蛋白表達(dá)水平,而75和150 mg/kg龍井茶多酚提取物對這兩個(gè)酶的表達(dá)情況沒有顯著性影響。說明低劑量的龍井茶多酚提取物對Ⅱ相代謝酶有一定的誘導(dǎo)作用。MRP2主要分布在人體肝細(xì)胞基底膜上,它能在阻塞性黃疸中調(diào)節(jié)肝細(xì)胞的損傷,參與細(xì)胞內(nèi)外多種毒性復(fù)合物的轉(zhuǎn)運(yùn)、調(diào)整細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的重分布、促進(jìn)膽汁的分泌,增加膽汁酸鹽的脂溶性。75和150 mg/kg的龍井茶多酚提取物可以顯著性提高小鼠肝臟內(nèi)MRP2的蛋白表達(dá)水平,有潛在的保護(hù)肝細(xì)胞的作用。P-gp是一個(gè)比較常見的保護(hù)細(xì)胞免受外來有害分子入侵的分子泵,它位于細(xì)胞膜上,能與藥物結(jié)合,同時(shí)具有ATP酶活性,能夠分解ATP供能,將細(xì)胞內(nèi)藥物泵出細(xì)胞外,減低細(xì)胞內(nèi)的藥物濃度使細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性[19]。37.5和150 mg/kg的龍井茶多酚提取物對P-gp的蛋白表達(dá)水平呈現(xiàn)下調(diào)作用,75 mg/kg的龍井茶多酚提取物對P-gp的蛋白表達(dá)水平?jīng)]有顯著性影響,這可能是由于龍井茶多酚的代謝產(chǎn)物或者其本身會經(jīng)P-gp排出。黃希希等人的綜述確定茶多酚中EGCG和藥物代謝酶和轉(zhuǎn)運(yùn)體之間存在相互作用,其具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步確認(rèn)。
通過本研究可以看出,龍井茶多酚能夠加強(qiáng)小鼠肝臟內(nèi)的氧化防御系統(tǒng)功能,幫助機(jī)體抵御內(nèi)/外源性氧化應(yīng)激。低劑量的龍井茶多酚對小鼠肝臟內(nèi)的Ⅰ相代謝酶、Ⅱ相代謝酶和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白都有一定的誘導(dǎo)作用??寡趸赶怠ⅱ蛳啻x酶和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的調(diào)節(jié)涉及Nrf2-Keap1通路[20,21]。而CYP450酶系受雄烷受體(CAR)和孕烷X受體(PXR)的調(diào)節(jié),龍井茶多酚對這些可能涉及的通路的影響值得更深入的研究[22,23]。