謝允東,王小平,何世鵬
(1.陜西中醫(yī)藥大學(xué),陜西 西咸新區(qū)712046;2.上海大學(xué),上海200444)
黃藥子為薯蕷科薯蕷屬黃獨(dú)Dioscorea bulbiferaL.多年生草質(zhì)纏繞藤本植物的地下塊莖,藥用歷史悠久,味辛、苦,性涼,有小毒,歸肝、胃、心、肺經(jīng),具有解毒消腫、化痰散結(jié)、涼血止血功效[1-2]。內(nèi)服用于治療甲狀腺腫大、淋巴結(jié)結(jié)核、咽喉腫痛、吐血、咯血、百日咳、癌腫;外用可治療瘡癤[3-4]。黃藥子療效確切,但隨著其臨床應(yīng)用的增加,主要不良反應(yīng)肝損傷[5-7]逐漸顯現(xiàn),從而限制了其臨床應(yīng)用。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),黃藥子誘導(dǎo)的肝損傷與氧化應(yīng)激和炎性損傷有關(guān)。芝麻酚是芝麻中的有效成分,具有較好的抗氧、抗炎等作用[8-10]。本研究中探討了芝麻酚對黃藥子誘導(dǎo)小鼠肝損傷的改善作用及其機(jī)制?,F(xiàn)報(bào)道如下。
儀器:DYY-PAGE型電泳儀、DYCP-40C型轉(zhuǎn)移槽(北京六一儀器廠);WD-9405F型水平搖床(北京六一儀器廠);Smart Plus-N型超純水系統(tǒng)(力康生物醫(yī)療科技控股有限公司);H1850型超速冷凍離心機(jī)(湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司);ELX808型全波長酶標(biāo)儀(美國BioTek公司);DH43L型電熱恒溫培養(yǎng)箱(天津泰斯特儀器有限公司)。
試藥:黃藥子(陜西興盛德藥業(yè)有限責(zé)任公司,批號為20190920);芝麻酚(批號為D050385),水飛薊素(批號為D110160),購自上海安耐吉試劑公司;超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒(批號為20201211),過氧化氫酶(CAT)試劑盒(批號為20201128),還原型谷胱甘肽(GSH)試劑盒(批號為20201105),丙二醛(MDA)試劑盒(批號為20201208),均購自南京建成生物工程研究所;全蛋白提取試劑盒(批號為WLA019),核蛋白和漿蛋白提取試劑盒(批號為WLA020a),BCA蛋白濃度測定試劑盒(批號為WLA004),SDS-PAGE凝膠快速制備試劑盒(批號為WLA013),ECL發(fā)光液(批號為WLA003),核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)p65抗體(批號為WL01273b),p-NF-κBp65抗體(批號為WL02169),核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)抗體(批號為WL012135),血紅素加氧酶-1(HO-1)抗體(批號為WL02400),腫瘤壞死因子-α(TNF-α)抗體(批號為WL01581),白細(xì)胞介素6(IL-6)抗體(批號為WL02841),羊抗兔IgGHRP(批號為WL023),內(nèi)參抗體Histone H3(批號為WL0984a),內(nèi)參抗體β-actin(批號為WL01372),均購自沈陽萬類生物科技有限公司;PVDF膜(美國Millipore公司,批號為IPVH00010)。
動物:SPF級健康KM小鼠48只,雄性,體質(zhì)量(20±2)g,購于成都達(dá)碩實(shí)驗(yàn)動物有限公司,動物生產(chǎn)許可證號SCXK(川)2020-030,動物使用許可證號SYXK(陜)2017-004,實(shí)驗(yàn)動物合格證號0043206。飼養(yǎng)條件,SPF級實(shí)驗(yàn)室,溫度22~24℃,相對濕度45%~65%。本動物實(shí)驗(yàn)經(jīng)陜西中醫(yī)藥大學(xué)動物倫理委員會審批,按要求開展。
黃藥子提取物制備:取黃藥子飲片適量,粉碎得粗粉,浸泡2 h后用8倍量75%乙醇溶液回流提取,每次4 h,提取3次,合并醇提液,濃縮并減壓干燥,得干粉,備用。
分組及給藥:將48只小鼠分為正常對照組(等體積0.2%CMC-Na溶液)、模型組(等體積0.2%CMC-Na溶液)、水飛薊素組(200 mg/kg)及芝麻酚低、中、高劑量組(6,12,24 mg/kg)。正常對照組小鼠僅灌胃等體積0.2%CMC-Na溶液,其余各組小鼠灌胃相應(yīng)藥物及黃藥子75%乙醇提取物(18 g/kg),每日1次,持續(xù)30 d。
血漿生化指標(biāo):給藥30 d后,小鼠禁食不禁飲12 h,之后眼眶取血,置帶抗凝劑的EP管中,冰浴靜置30 min,4℃條件下4 000 r/min離心10 min,取上層血漿,-20℃保存,待測。采用全自動生化分析儀測定小鼠血漿中天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、堿性磷酸酶(ALP)、總膽紅素(TBiL)水平。檢測小鼠血漿中SOD,CAT,GSH,MDA水平。
組織病理學(xué):小鼠眼眶取血后處死,解剖,取肝臟,去除多余的瘀血和結(jié)締組織,將部分肝臟組織固定于4%多聚甲醛溶液中,72 h后依次進(jìn)行包埋切片、切片脫蠟至水、蘇木素-伊紅(HE)染色、脫水、透明、封片,光鏡下觀察肝組織病理變化。
肝組織分子生物學(xué):取肝臟,在液氮中研磨,加入1mL RIPA蛋白裂解液,冰上勻漿,每隔5 min超聲20 s。裂解30 min后,4℃條件下12 000 r/min離心20 min,取上清液,以BCA法檢測蛋白含量。各組取20 μg上樣,10% SDS-PAGE電泳后濕法電轉(zhuǎn),恒流250 mA冰上轉(zhuǎn)膜90 min至PVDF膜上,5%脫脂奶粉室溫封閉1 h,TBST清洗3次,加入NF-κBp65,p-NF-κBp65,Nrf2,HO-1,TNF-α,IL-6(1∶500),Histone H3,β-actin一抗(1∶1 000),4℃孵育過夜?;厥找豢梗琓BST清洗3次,加入二抗(1∶5 000)37℃條件下孵育45 min,用TBST清洗3次。加入ECL化學(xué)發(fā)光試劑,將PVDF膜放入暗盒中,壓上X膠片,取出膠片后顯影、定影、清洗。然后,通過Gel-Pro-Analyzer軟件將條帶灰度值數(shù)字化,以目的條帶與內(nèi)參條帶灰度比值為各目的蛋白的相對表達(dá)量。
采用SPSS 24.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析。計(jì)量資料以表示,多組間比較采用單因素方差分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用Graphpad Prism 8.0軟件繪制檢測結(jié)果的柱狀圖。
肝臟組織HE染色顯示,正常對照組小鼠肝臟肝板呈放射狀,肝細(xì)胞正常,邊緣清晰,肝細(xì)胞核正常;模型組小鼠肝細(xì)胞腫脹,炎性因子浸潤,邊緣清晰,部分肝細(xì)胞核溶解。水飛薊素組肝細(xì)胞腫脹、浸潤,損傷等狀況明顯改善。芝麻酚低、中、高劑量組細(xì)胞腫脹降低,浸潤減少,肝細(xì)胞損傷明顯改善,隨著劑量的升高,改善作用更好。結(jié)果見圖1。
圖1 各組小鼠肝臟組織病理切片(HE,×200)A.Normal control group B.Model group C.Silymarin group D-F.Low-dose,medium-dose,high-dose sesamol groups Fig.1 Pathological sections of liver tissues of mice in each group(HE,×200)
與正常對照組比較,模型組小鼠血漿中ALT,AST,TBiL水平均顯著升高(P<0.05或P<0.01);與模型組比較,水飛薊素組和芝麻酚低、中、高劑量組小鼠血漿中ALT,AST,TBiL水平均顯著降低(P<0.05或P<0.01)。結(jié)果見圖2。
圖2 各組小鼠肝功能指標(biāo)檢測結(jié)果(±s ,n=8)A.ALT B.AST C.ALP D.TBiLNote:group a is normal control group,group b is model group,group c1-c3 are low-dose,medium-dose,high-dose sesamol groups respectively,group d is silymarin group;compared with those in group a,#P<0.05,##P<0.01;compared with those in group b,*P<0.05,**P<0.01;as well as the following figures.Fig.2 Test results of the liver function indexes of mice in each group(±s,n=8)
與正常對照組比較,模型組小鼠血漿中SOD,CAT,GSH水平均顯著降低,MDA水平顯著升高(P<0.05或P<0.01);與模型組比較,水飛薊素組和芝麻酚高劑量組小鼠血漿中SOD和CAT水平均顯著升高,芝麻酚高、中劑量組GSH水平顯著升高(P<0.05或P<0.01),水飛薊素組和芝麻酚高、中、低劑量組MDA水平均顯著降低(P<0.01)。結(jié)果見圖3。
圖3 各組小鼠抗氧化指標(biāo)檢測結(jié)果(±s,n=8)A.SOD B.CAT C.GSH D.MDAFig.3 Test results of the antioxidant indexes of mice in each group(±s,n=8)
與正常對照組比較,模型組小鼠肝組織勻漿中p-NF-κBp65,TNF-α,IL-6蛋白表達(dá)水平均顯著升高,Nrf2和HO-1蛋白表達(dá)水平均顯著降低(P<0.01);與模型組比較,水飛薊素組和芝麻酚低、中、高劑量組小鼠肝組織勻漿中p-NF-κBp65,TNF-α,IL-6蛋白表達(dá)水平均顯著降低,Nrf2和HO-1蛋白表達(dá)水平均顯著升高(P<0.01),且呈劑量依賴關(guān)系。結(jié)果見圖4。
圖4 芝麻酚對黃藥子誘導(dǎo)肝損傷小鼠肝組織勻漿相關(guān)因子、蛋白表達(dá)水平(n=3)A.p-NF-κBp65 B.TNF-α C.IL-6 D.Nrf2 E.HO-1Fig.4 Effect of sesamol on the expression of related factors and proteins in liver tissues of mice with liver injury induced by Rhizoma Dioscoreae Bulbiferae(n=3)
黃藥子對甲狀腺疾病等有顯著臨床療效,但長期或大劑量服用會導(dǎo)致肝損傷,其損傷機(jī)制與氧化應(yīng)激密切相關(guān)[11]。黃藥子作用于肝細(xì)胞誘發(fā)產(chǎn)生大量活性氧簇(ROS),并累積于肝細(xì)胞內(nèi),過量ROS的產(chǎn)生超出了抗氧化體系的抗氧化能力,氧化應(yīng)激還可能通過免疫激活釋放炎性因子直接介導(dǎo)肝細(xì)胞的凋亡和肝竇內(nèi)皮細(xì)胞損傷,導(dǎo)致肝臟炎癥和細(xì)胞壞死[12-13]。本研究結(jié)果表明,小鼠給予黃藥子75%乙醇提取物后,肝功能指標(biāo)ALT,AST,TBiL水平均顯著升高,而給予芝麻酚干預(yù)后能顯著降低上述指標(biāo)水平,說明芝麻酚對黃藥子誘導(dǎo)的小鼠肝損傷具有改善作用。肝臟組織病理切片實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步說明芝麻酚對黃藥子誘導(dǎo)的肝損傷有改善作用。
NF-κB與機(jī)體炎性反應(yīng)關(guān)系密切[14-15],磷酸化后進(jìn)入細(xì)胞核調(diào)控下游系列炎性因子的表達(dá)。本研究結(jié)果顯示,給予黃藥子提取物后,小鼠肝組織中p-NF-κBp65,TNF-α,IL-6蛋白表達(dá)水平均顯著升高,說明肝組織產(chǎn)生了炎性反應(yīng)。給予芝麻酚干預(yù)后,p-NF-κBp65,TNF-α,IL-6蛋白表達(dá)水平均顯著下降,說明芝麻酚對黃藥子誘導(dǎo)小鼠肝臟產(chǎn)生的炎性反應(yīng)有顯著抑制作用,可能與其抑制NF-κB磷酸化有關(guān)。Nrf2是調(diào)控細(xì)胞氧化損傷的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,可與抗氧化物元件(ARE)結(jié)合調(diào)控抗氧化物的表達(dá),Nrf2被激活可誘導(dǎo)其下游HO-1的表達(dá)及其他的抗氧化酶的表達(dá)[16-17]。本研究結(jié)果顯示,給予黃藥子75%乙醇提取物后,血漿中抗氧化酶SOD,CAT,GSH水平均顯著降低,脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA水平顯著增加,肝組織中Nrf2和HO-1表達(dá)水平均顯著下調(diào),說明黃藥子75%乙醇提取物誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生了氧化應(yīng)激,給予芝麻酚干預(yù)后,抗氧化酶水平顯著升高,脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA含量顯著減少,肝組織中Nrf2和HO-1表達(dá)水平顯著升高,說明芝麻酚對黃藥子誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生的氧化應(yīng)激具有改善作用,可能與其激活Nrf2蛋白后增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化酶有關(guān)。
綜上所述,芝麻酚對黃藥子75%乙醇提取物誘導(dǎo)的小鼠肝損傷具有一定防護(hù)作用,其作用機(jī)制可能與調(diào)節(jié)Nrf2/NF-κB信號通路而提高機(jī)體的抗氧化和抗炎能力有關(guān)。