樊 榮,馬國華,于珊珊
(遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院, 遼寧沈陽 110032)
近年來大量的研究表明,過量的脂肪攝入會(huì)導(dǎo)致機(jī)體增加罹患非酒精性脂肪肝和糖尿病的風(fēng)險(xiǎn),嚴(yán)重威脅了公眾健康[1-2]。非酒精性脂肪肝(Nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)是由脂質(zhì)代謝異常和脂肪過度堆積而引起的肝臟代謝紊亂性綜合征[3-4],是一種臨床常見的慢性疾病[5],并且患病率在全球范圍內(nèi)逐年上升,已經(jīng)成為威脅人民健康的最常見的三大肝病之一[6-7]。目前,NAFLD的發(fā)病機(jī)制并不是完全清楚,有學(xué)者提出的“二次打擊”學(xué)說已經(jīng)得到普遍認(rèn)同[8],即不健康的生活方式和飲食習(xí)慣會(huì)引起肝部脂肪積聚,導(dǎo)致肝細(xì)胞脂肪變性及細(xì)胞持續(xù)損傷(一次打擊),進(jìn)而誘發(fā)炎性細(xì)胞因子、線粒體功能障礙和氧化應(yīng)激的相互作用,最終導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷和脂肪性肝炎(二次打擊),并且已經(jīng)證明了氧化應(yīng)激、脂質(zhì)在肝部過度貯積及炎癥反應(yīng)等方面與NAFLD的發(fā)病密切相關(guān)[9-10]。研究表明,NAFLD若不及時(shí)干預(yù),嚴(yán)重時(shí)會(huì)進(jìn)一步發(fā)展為肝硬化和肝癌,然而目前尚缺乏明確的藥物治療手段。因此,尋找高效治療NAFLD病癥的藥物是全人類健康事業(yè)的共同挑戰(zhàn)。
天麻(Gastrodia elataBlume)又名赤箭、獨(dú)搖芝、離母等[11],為蘭科(Orchiidaceae)植物天麻的干燥塊莖,被《神農(nóng)本草經(jīng)》列于上品,是我國傳統(tǒng)名貴中藥,主要分布于四川、陜西、河南等地。我國傳統(tǒng)中醫(yī)認(rèn)為天麻具有平肝熄風(fēng)、鎮(zhèn)靜安眠的功效[12],并且現(xiàn)代藥理學(xué)研究證明,天麻具有強(qiáng)效的鎮(zhèn)靜、抗驚厥、改善血管微循環(huán)及增強(qiáng)機(jī)體免疫力等作用[13-17],因而天麻具有廣泛的藥用價(jià)值。此外,天麻還是重要的藥食兩用資源,已被我國食品藥品監(jiān)督管理局(CFDA)列入可用于保健食品的名錄[18]。值得一提的是,我國民間自古以來就有食用天麻的習(xí)慣,傳統(tǒng)食用方式主要是作為煲湯或蒸煮直接食用。隨著生活水平的提高和人們健康意識(shí)的增強(qiáng),以天麻為主要原料的高檔補(bǔ)益和保健產(chǎn)品已被廣泛研究和開發(fā)。目前,市場上銷售的天麻保健品多種多樣,被CFDA批準(zhǔn)的保健食品達(dá)30余個(gè)品種,主要有復(fù)方的保健品和營養(yǎng)液,其他劑型主要有膠囊劑、顆粒劑、片劑和散劑等[19]。此外,天麻加工食品主要有蜜餞片、咀嚼片和天麻果脯等,許多已獲得國家發(fā)明專利,市場前景非常廣闊。
天麻的主要成分為天麻素、酚類、有機(jī)酸類、多糖類及甾體類等[20],但目前大多數(shù)對天麻的研究主要集中在天麻素及其苷類和酚類成分[21],對天麻多糖及其組分研究報(bào)道甚少。天麻中多糖含量豐富,占天麻中總成分的25%[22]。近年來,大量的研究已經(jīng)證明,天麻多糖具有多種藥理活性,如抗炎、抗氧化、抗衰老、調(diào)節(jié)免疫功能、保肝及降血脂等重要的藥理作用[23-27]。然而,到目前為止并未見天麻多糖對高脂飲食誘導(dǎo)的NAFLD的改善研究。同時(shí),由于NAFLD發(fā)病常會(huì)伴隨機(jī)體炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激損傷和細(xì)胞凋亡加劇[28],因此本項(xiàng)研究建立在天麻多糖多種藥理作用的基礎(chǔ)上,以高脂飲食誘導(dǎo)的NAFLD模型為研究對象,研究天麻多糖對NAFLD小鼠炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激損傷及細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)作用,探索天麻多糖改善NAFLD癥狀的可能機(jī)制,同時(shí)評價(jià)天麻多糖的保肝效果,以期為開發(fā)治療NAFLD的新藥和保健產(chǎn)品提供理論依據(jù)。
SpectraMax M2型酶標(biāo)儀 美國Molecular Devices;Mx3000P型 熒 光 定 量PCR儀 美 國Aligent公司;Fresco 21型微量離心機(jī)、NanoDrop 2000型核酸/蛋白定量儀 美國Thermo公司;BUCHI R300型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、AOD-756PC型紫外分析儀、B-585型真空冷凍干燥機(jī) 瑞士步琪(Buchi)有限公司;Olympus BX-60型光學(xué)顯微鏡 日本Tokyo公司。
1.2.1 供試藥液的制備 稱取天麻樣品粉末藥材100.10 g,加入5倍體積的70%乙醇溶液,常溫條件下攪拌提取3 h,8000 r/min離心15 min。去除上清液,取沉淀,加入8倍體積的水,90 ℃水浴2 h,間歇攪拌,待冷卻后,于8000 r/min離心45 min。取上清液進(jìn)行濃縮,濃縮液加入3倍體積的無水乙醇進(jìn)行醇沉,靜置過夜,8000 r/min離心30 min,取沉淀并凍干,得到天麻多糖樣品,備用。采用劉濤等[29]方法,以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品通過苯酚-濃硫酸法于490 nm處測定吸光度值建立多糖標(biāo)準(zhǔn)曲線,利用回歸方程y=0.0037x+0.0471 (R2=0.9954)計(jì)算得天麻多糖的含量為86.4%。
1.2.2 分組及處理 所有實(shí)驗(yàn)程序經(jīng)遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)執(zhí)行。所有動(dòng)物飼養(yǎng)在具備動(dòng)物飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)許可的專業(yè)動(dòng)物房內(nèi),在特定的無病原體條件下(控制溫度18~28 ℃,濕度30%~80%),每籠飼養(yǎng)4~5只,并飼喂標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室食品且保證自由飲水喂食。
所有實(shí)驗(yàn)小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d,隨機(jī)分為正常組(Normal)、脂肪肝模型組(Model)、天麻多糖低劑量組(50 mg/kg,GBP-L)、天麻多糖中劑量組(100 mg/kg,GBP-M)、天麻多糖高劑量組(200 mg/kg,GBP-H),每組12只[30-31]。除正常組小鼠給予標(biāo)準(zhǔn)飼料(玉米粉27%、麩皮19%、大米16%、豆餅16%、魚粉13%、鈣粉3%、骨粉3%、酵母粉2.3%、食鹽0.5%、復(fù)合維生素0.1%、微量元素0.1%)外,其余各組小鼠給予高脂飼料(10.0%豬油、20.0%蔗糖、10.0%蛋黃粉、0.5%膽酸鈉和59.5%常規(guī)飼料)飼養(yǎng)。同時(shí),各給藥組小鼠以灌胃給藥的方式給予相應(yīng)劑量的藥物(灌胃體積為0.1 mL/10 g),正常組及模型組小鼠均以相同的給藥方式給予0.9%生理鹽水,每 d給藥1次,連續(xù)10周。
末次給藥30 min后,稱取小鼠體質(zhì)量,之后將所有小鼠脫頸椎處死,收集血液,4 ℃、4000 r/min離心10 min,分取血清,按照試劑盒說明書方法測定生化指標(biāo)。同時(shí),迅速將收集的肝臟,脾臟及腎臟用生理鹽水沖洗,濾紙吸干,稱重,用于計(jì)算各臟器指數(shù)。并從每只小鼠肝左葉的相同部分切除一小塊肝組織,然后固定于10%的福爾馬林溶液中用于病理學(xué)染色分析。剩下的肝臟樣本徹底洗凈后保存于-80 ℃,用于勻漿制備和蛋白質(zhì)印跡分析[32]。
1.2.3 組織病理學(xué)檢查 將肝臟樣品用10%甲醛緩沖液固定24 h以上。用石蠟包埋后切片成5 μm厚的切片,常規(guī)H&E染料對肝組織進(jìn)行染色并使用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察。通過Ridit分析法來分析肝細(xì)胞壞死程度[33]。
1.2.4 生化指標(biāo)的檢測 依據(jù)生化試劑盒說明書測定血清中兩個(gè)重要的肝功能指標(biāo):ALT和AST;同時(shí)測定血清中脂質(zhì)代謝水平,包括TC、TG、HDLC和LDL-C 四個(gè)生物活性指標(biāo)。
使用商業(yè)試劑盒測定肝組織中氧化應(yīng)激指標(biāo)SOD、CAT和GSH,從-80 ℃取出肝臟樣本,并用冰冷的0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH7.4)進(jìn)行勻漿,然后在4 ℃下離心10 min,利用上清測定SOD、CAT和GSH水平[34]。此外,勻漿液用于測定MDA含量。
微表處作為一種常見的養(yǎng)護(hù)維修技術(shù),具備經(jīng)濟(jì)、快速的優(yōu)點(diǎn),一般用來修復(fù)裂縫與車轍等病害[1]。本文首先介紹纖維微表處中纖維的作用機(jī)理,對纖維微表處提出施工建議,并基于某高速實(shí)際路面養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究,提高養(yǎng)護(hù)維修工程的施工質(zhì)量,以增加路面的使用壽命。
1.2.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR測定肝臟中NF-κB, TNFα和IL-1β稱取小鼠肝組織50 mg,置于經(jīng)過高壓滅菌的研缽中,加入液氮進(jìn)行充分研磨;將研磨好的粉末分取放入1.5 mL離心管中,靜置5 min,加入1 mL的裂解液裂解1 min,再按照提取總RNA試劑盒提取組織中RNA;分取1 μL總RNA加入逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系,合成cDNA模版,并以此為模版利用SYBR?Premix Ex Taq TM II試劑盒進(jìn)行擴(kuò)增。RT-PCR反應(yīng)所使用的引物序列如表1,反應(yīng)條件在95 ℃預(yù)變性30 s,95 ℃變性5 s,退火溫度為55 ℃、30 s,并進(jìn)行40個(gè)循環(huán)。相對mRNA表達(dá)=2-△△Ct。
表1 引物序列Table 1 Sequence of the primes for RT-PCR amplification
1.2.6 免疫印跡分析 稱取部分肝組織,加入RIPA裂解液(1:10,m/v)對肝組織進(jìn)行勻漿,離心,提取總蛋白。再利用BCA蛋白質(zhì)測定試劑盒測量蛋白質(zhì)濃度并統(tǒng)一至5 mg/mL。上樣量為20 μL,轉(zhuǎn)膜后用含有5%的脫脂奶粉封閉至少1 h。將膜于4 ℃下用一抗iNOS(1:3000),COX-2(1:2000),Bax(1:2000),Bcl-2(1:2000)和β-action(1:2000)孵育過夜[32]。然后,于二抗中在室溫下孵育1 h。使用ECL發(fā)光液檢測信號,條帶的強(qiáng)度通過光密度進(jìn)行分析。
使用SPSS 24.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì),采用t檢驗(yàn)對各組數(shù)據(jù)的差異性進(jìn)行比較,P<0.05表示差異顯著,所得數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(Mean±SEM)表示。結(jié)果數(shù)據(jù)圖表用(GraphPad Prism 6.0(ISI?, USAISI?,USA)制作。
如表2所示,與正常組相比,模型組小鼠體重顯著升高(P<0.01)。但是,經(jīng)天麻多糖(GBP)治療后,各給藥組小鼠體重明顯減輕并趨于正常組,其中GBP-高劑量組極顯著(P<0.01)。同時(shí),與正常組相比,模型組小鼠的肝臟和脾臟指數(shù)均顯著升高(P<0.05)。然而,在經(jīng)三個(gè)給藥治療組(50、100和200 mg/kg)改善治療后,雖然小鼠的肝臟和脾臟指數(shù)與模型組相比有一定程度地降低,但結(jié)果并不顯著。這些結(jié)果表明,天麻多糖對非酒精性脂肪肝小鼠的肝臟和脾臟具有保護(hù)作用。
表2 天麻多糖對小鼠體重及臟器指數(shù)的影響Table 2 Effect of GBP on body weights and organ indices in mice
通過H&E染色對NAFLD模型肝臟組織切片進(jìn)行分析檢查。如圖1和表3所示,正常組小鼠肝臟組織結(jié)構(gòu)清晰、完整。肝細(xì)胞規(guī)則排列,細(xì)胞核形態(tài)無異常且位于細(xì)胞中央,胞漿完整均勻。然而模型組小鼠肝細(xì)胞有輕度水腫,輕度脂肪變性和少量炎性浸潤,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有大量的脂滴空泡現(xiàn)象,還有少數(shù)的細(xì)胞核消失,這些典型的病理特征證實(shí)了長期高脂誘導(dǎo)非酒精性脂肪肝模型的成功建立。經(jīng)天麻多糖高、中、低三個(gè)劑量組治療的肝臟結(jié)構(gòu)清晰,排列較為整齊,水腫和脂滴空泡現(xiàn)象均有不同程度的改善。同時(shí),結(jié)合表3的組織損傷等級評分和Ridit分析,結(jié)果均表明天麻多糖治療后顯著改善了肝臟病理學(xué)損傷,進(jìn)一步證實(shí)了天麻多糖對NAFLD模型肝臟損傷的改善作用。
圖1 各組肝組織蘇木精-伊紅染色(H&E)切片F(xiàn)ig.1 Liver sections of each group after hematoxylin-eosin(H&E)staining
表3 肝臟的病理學(xué)改變及Ridit分析Table 3 Pathological changes in the liver and Ridit analysis
為評估天麻多糖(GBP)對NAFLD小鼠肝功能的影響,本研究檢測了血清中兩種重要肝損傷標(biāo)志物酶(ALT和AST)的水平。如圖2A和B所示,與正常組相比,持續(xù)高脂飼料誘導(dǎo)后ALT和AST活力極顯著上升(P<0.01),這說明NAFLD模型小鼠肝部受損嚴(yán)重;與脂肪肝模型組相比,用天麻多糖(GBP)處理能顯著緩解這兩個(gè)指標(biāo)的增加(P<0.05、P<0.01),表明天麻多糖(GBP)能有效改善高脂誘導(dǎo)的NAFLD模型肝功能損傷。同時(shí),為考察NAFLD模型小鼠脂質(zhì)代謝水平,本研究還測定了TG、TC、HDL-C和LDL-C的含量。由圖2C~F可知,與正常組相比,模型組小鼠血清中TG、TC和LDL-C的含量均極顯著升高(P<0.01),而HDL-C含量則極顯著降低(P<0.01)。然而,與脂肪肝模型組相比,天麻多糖各劑量組(50、100和200 mg/kg)可顯著降低TG、TC和LDL-C的含量(P<0.05),同時(shí)顯著升高HDLC含量(P<0.05),并且天麻多糖高劑量組(200 mg/kg)具有更好的效果。
圖2 天麻多糖對小鼠血清中ALT、AST(A、B)和脂代謝指標(biāo)TC、TG、HDL-C和LDL-C(C、D、E和F)的影響Fig.2 Effect of GBP on ALT, AST (A, B) and lipid metabolism indicators TC, TG, HDL-C and LDL-C (C, D, E and F) in serum
NAFLD模型肝組織中會(huì)發(fā)生氧化應(yīng)激損傷,如圖3 A~D研究結(jié)果表明,高脂誘導(dǎo)的NAFLD模型會(huì)導(dǎo)致小鼠肝臟組織中GSH的消耗,降低SOD和CAT活性,并使MDA水平極顯著升高(P<0.01),而用天麻多糖(GBP)處理后,肝臟中SOD、CAT活性和GSH含量顯著升高(P<0.05),MDA水平則顯著降低(P<0.05)。
圖3 天麻多糖對小鼠肝臟中MDA水平和SOD、GSH、CAT活性的影響Fig.3 Effects of GBP on level of MDA and the activities of SOD, GSH, CAT in liver tissues of mice
另外,已經(jīng)證明持續(xù)性高脂飲食誘導(dǎo)的NAFLD模型引發(fā)的肝毒性疾病中,線粒體功能和過氧化物酶體氧化不飽和脂肪過程中會(huì)引起活性氧(ROS)的過度激活,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量自由基,并與氧化磷酸化特定位點(diǎn)結(jié)合,加劇肝細(xì)胞中氧化應(yīng)激損傷[9]。因此,本研究評估了天麻多糖(GBP)對幾種氧化應(yīng)激和線粒體功能障礙標(biāo)志物mRNA表達(dá)的影響,如圖4 A~D所示,與模型組相比,天麻多糖(GBP)預(yù)處理會(huì)顯著增加Nrf2、GPx1、GPx2和GRmRNA表達(dá)量(P<0.05)。這些數(shù)據(jù)表明,天麻多糖具有明顯的抗氧化應(yīng)激損傷的作用。
圖4 天麻多糖對小鼠肝臟中Nrf2、GPx1、GPx2、GR mRNA表達(dá)量的影響Fig.4 Effects of GBP on the mRNA expression of Nrf2, GPx1,GPx2 and GR in liver tissues of mice
為進(jìn)一步證明天麻多糖(GBP)對脂肪沉積清除和改善能力的分子機(jī)制,對NAFLD模型小鼠脂肪肝相關(guān)信號分子的mRNA表達(dá)進(jìn)行檢測。如圖5 A~E所示,與正常組相比,模型組中PPARγ、SREBP1c、FAS、HMGCRmRNA表達(dá)水平極顯著升高(P<0.01),AMPKα2則極顯著降低(P<0.01)。相比之下,經(jīng)天麻多糖(GBP)灌胃后,PPARγ、SREBP1c、FAS、HMGCRmRNA表達(dá)量則極顯著下調(diào)(P<0.01),并且AMPKα2基因表達(dá)顯著上調(diào)(P<0.05)。這表明,天麻多糖(GBP)通過調(diào)節(jié)多種與脂質(zhì)積累相關(guān)的基因表達(dá)水平改善了脂質(zhì)代謝水平,從而緩解了脂肪肝疾病。
圖5 天麻多糖對小鼠肝臟中AMPKα2、PPARγ、FAS、SREBP 1c和HMGCR mRNA表達(dá)量的影響Fig.5 Effects of GBP on the mRNA expression of AMPKα2, PPARγ, FAS, SREBP 1c and HMGCR in liver tissues of mice
研究表明,NAFLD模型引起肝細(xì)胞脂肪變性及損傷,進(jìn)而誘發(fā)炎癥因子表達(dá)。在目前的研究中,通過RT-PCR分析肝組織中促炎因子NF-κB、TNF-α和IL-1βmRNA的表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn)高脂誘導(dǎo)的NAFLD模型會(huì)導(dǎo)致NF-κB、TNF-α和IL-1βmRNA表達(dá)極顯著升高(P<0.01),而通過GBP灌胃后則顯著(P<0.05)抑制NF-κB、TNF-α和IL-1β的過渡表達(dá)(圖6A、B和C)。重要的是,為進(jìn)一步檢測天麻多糖對NAFLD模型的抗炎作用,本實(shí)驗(yàn)采用Western-blotting來檢測肝組織中促炎因子iNOS和COX-2蛋白表達(dá)水平。如圖6 D~F所示,脂肪肝模型組小鼠肝臟中iNOS和COX-2蛋白表達(dá)極顯著升高(P<0.01)。然而,給予50 、 100和200 mg/kg劑量的天麻多糖可使肝組織中iNOS和COX-2的表達(dá)顯著降低(P<0.05)。這些研究結(jié)果說明,天麻多糖(GBP)的保肝作用也可能在一定程度上與其抗炎作用有關(guān)。
圖6 天麻多糖對小鼠肝臟中NF-κB、TNF-α、IL-1β(A、B和C)mRNA表達(dá)和iNOS、COX-2(D、E和F)蛋白表達(dá)的影響Fig.6 Effects of GBP on NF-κB, TNF-α, IL-1β(A, B and C)mRNA expressions and iNOS, COX-2(D, E and F )protein expressions in liver
為進(jìn)一步分析脂肪肝細(xì)胞變性和凋亡程度的影響,采用Western-blotting分析方法測定凋亡因子Bax和抗凋亡因子Bcl-2表達(dá)。如圖7A~C所示,脂肪肝模型組肝臟中的Bax蛋白表達(dá)極顯著升高(P<0.01),天麻多糖給藥組中的Bax表達(dá)則顯著低于模型組(P<0.05),而抗凋亡因子Bcl-2的表達(dá)則與Bax相反。這些數(shù)據(jù)表明,天麻多糖對NAFLD模型引起肝細(xì)胞凋亡具有明顯的改善作用。
圖7 天麻多糖對Bax和Bcl-2蛋白表達(dá)的影響Fig.7 Effects of GBP on the protein expression of Bax and Bcl-2
非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是一種代謝紊亂性疾病,在世界范圍內(nèi)都具有極高的發(fā)病率,但又因其發(fā)病機(jī)制較復(fù)雜且尚未完全闡明,目前尚缺乏明確的藥物治療策略[35]。近年來,大量的研究者通過高脂飲食誘導(dǎo)建立的非酒精性脂肪肝動(dòng)物模型,具有成模率高、穩(wěn)定性好和死亡率低等優(yōu)點(diǎn)[36-36]。在本研究中,長期飼喂高脂飼料導(dǎo)致小鼠肥胖,肝脂肪變性和脂代謝異常,氧化應(yīng)激損傷和線粒體功能障礙,并伴隨著炎癥因子分泌增加,炎癥因子通過刺激肝臟發(fā)生炎癥,引起肝細(xì)胞壞死和凋亡,在NAFLD的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用[37-38],這些組織病理學(xué)特征類似于NAFLD患者的臨床表現(xiàn)。而天麻多糖作為天麻中重要的活性成分,藥理學(xué)研究表明其具有抗炎、抗氧化、降血脂及保肝作用,但相關(guān)機(jī)制尚未闡明,因此,本文評估了天麻多糖對高脂誘導(dǎo)的NAFLD小鼠的保肝作用及其機(jī)制。在研究中,高脂飲食持續(xù)造模10周,結(jié)果表明高劑量天麻多糖能極顯著降低NAFLD小鼠的體重(P<0.01)。組織病理學(xué)顯示模型組小鼠肝細(xì)胞明顯變性和炎癥細(xì)胞明顯增多;肝小葉邊界不清楚,肝索結(jié)構(gòu)紊亂,肝組織呈彌漫性并空泡和氣球狀,肝組織損傷明顯和肝細(xì)胞的凋亡數(shù)量加劇。經(jīng)天麻多糖治療后能夠顯著降低凋亡細(xì)胞的數(shù)量和炎癥水平(P<0.05)。
NAFLD是一種與血脂異常密切相關(guān)的代謝紊亂性肝損傷病,而高脂血癥是脂肪肝危害健康的重要因素,90%左右的高脂血癥患者患有脂肪肝[39]。因此血清TG、TC、HDL-C、LDL-C水平與脂肪肝密切相關(guān)。研究結(jié)果表明,模型組小鼠的血清中AST、ALT活性及LDL-C、TG、TC含量與正常組相比極顯著增加(P<0.01),HDL-C含量極顯著降低(P<0.01),而天麻多糖則顯著改善了這種改變,表明天麻多糖對脂肪肝損傷具有顯著的保護(hù)作用,并有積極的降血脂作用,改善脂質(zhì)代謝,保護(hù)肝細(xì)胞質(zhì)膜。
此外,NAFLD的嚴(yán)重程度和氧化應(yīng)激相關(guān)標(biāo)志物在肝臟中的異常表達(dá)密切相關(guān)[40],這也是NAFLD的發(fā)病機(jī)制之一[41]。GPx是抗氧化系統(tǒng)的重要組成部分,其在肝組織中的活性最高,可以清除ROS和防止氧化應(yīng)激性肝損傷。Nrf2可調(diào)節(jié)SOD、CAT、GPX、GR等多種抗氧化酶的表達(dá),CAT、GPx與SOD是機(jī)體內(nèi)重要的細(xì)胞保護(hù)酶,在細(xì)胞內(nèi)協(xié)調(diào)工作,共同構(gòu)建了細(xì)胞抗氧化防御系統(tǒng),可防止細(xì)胞內(nèi)活性氧升高。本文的結(jié)果顯示,天麻多糖預(yù)處理可有效地減緩肝組織中SOD、GSH和CAT活性的降低,并降低MDA的含量,同時(shí)調(diào)節(jié)Nrf2及其下游靶基因GPx、GRmRNA的表達(dá),表明天麻多糖可能是通過上調(diào)Nrf2/GPx信號途徑改善氧化應(yīng)激損傷、提高機(jī)體的抗氧化酶活性和抑制氧化應(yīng)激損傷對NAFLD的發(fā)生形成保護(hù)作用。
在以往的研究中發(fā)現(xiàn),參與脂肪肝形成的大多數(shù)基因與PPAR信號通路相關(guān),并參與到脂肪細(xì)胞分化[42]。脂聯(lián)素已被證明激活了幾乎所有主要類型的靶組織,包括骨骼肌、肝臟、和大腦中的AMPK基因家族等[43]。有研究表明,AMPKα2活化直接磷酸化SREBP-1c,從而抑制SREBP-1c前體的裂解和核移位,進(jìn)而抑制SREBP-1c介導(dǎo)的脂肪生成[44-45]。SREBP-1c主要參與脂肪酸代謝和葡萄糖代謝。葡萄糖經(jīng)糖酵解轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶a,再轉(zhuǎn)化為丙二酰輔酶a。最后,在FAS的作用下,乙酰輔酶a和丙二酰輔酶a催化生成脂肪酸,脂肪酸經(jīng)酯化合成甘油三酯,進(jìn)而加速脂肪生成。膽固醇主要是由一系列以乙酰輔酶a為底物的酶反應(yīng)在肝臟中合成的。HMGCR是合成反應(yīng)中的限速酶[46]。本研究結(jié)果顯示,天麻多糖下調(diào)SREBP-1c,以及其下游靶基因FAS和HMGCR的RNA表達(dá),通過抑制HMGCR達(dá)到降膽固醇的作用,表明天麻多糖可通過調(diào)節(jié)脂代謝水平改善NAFLD。
炎癥反應(yīng)在NAFLD中起著重要的作用。核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)作為一種廣泛存在于機(jī)體各種細(xì)胞的誘導(dǎo)性核轉(zhuǎn)錄因子,當(dāng)受到外界刺激時(shí)可被激活,進(jìn)入細(xì)胞核參與炎性反應(yīng)[47]。當(dāng)NF-κB被激活后,可加強(qiáng)TNF-α和IL-1β等基因轉(zhuǎn)錄,致使其產(chǎn)生、釋放增加,最終使炎癥反應(yīng)加劇[48]。目前,NFκB被認(rèn)為是應(yīng)激反應(yīng)尤其是炎癥過程中關(guān)鍵性調(diào)控因子[49]。研究發(fā)現(xiàn),作為重要的前炎癥基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子NF-κB,氧化應(yīng)激、炎性反應(yīng)、細(xì)胞凋亡與再生在肝組織中起著重要作用[50]。近年來,國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),抑制NF-κB信號通路以改善肝細(xì)胞脂肪性炎性可能。反之,活化NF-κB亦可進(jìn)一步加重脂肪性肝炎的形成。而TNF-α、IL-1β作為重要的促炎因子,在加劇慢性炎癥惡性循環(huán)的同時(shí),對維持和延續(xù)炎癥反應(yīng)起到重要作用[51-53]。在本研究中,通過RTPCR分析顯示,天麻多糖能顯著抑制NAFLD引起的炎癥細(xì)胞因子NF-κB、TNF-α和IL-1β的過度表達(dá),這表明天麻多糖在高脂飲食誘導(dǎo)的脂肪肝毒性中具有潛在的抗炎作用。此外,免疫印跡(Westernblotting)分析結(jié)果還表明,天麻多糖預(yù)處理可有效抑制iNOS和COX-2的過度表達(dá),這與上述研究結(jié)論相一致。
通常,細(xì)胞凋亡是平衡人體生理功能的最基本特征之一[54-55]。因此,Western-blotting分析用于證實(shí)天麻多糖的抗凋亡作用。結(jié)果顯示,天麻多糖治療后脂肪肝組織中Bax蛋白水平明顯下降,而Bcl-2蛋白表達(dá)相對升高,以上數(shù)據(jù)表明,天麻多糖能明顯抑制高脂飲食引起NAFLD肝細(xì)胞凋亡。
綜上所述,本研究結(jié)果清晰地表明,天麻多糖通過調(diào)節(jié)NF-κB介導(dǎo)的炎癥小體通路及降低TNFα和IL-1β促炎因子的表達(dá)水平來減輕炎癥損傷,并通過上調(diào)抗凋亡因子Bcl-2及抑制Bax蛋白表達(dá)水平來抑制肝細(xì)胞凋亡,同時(shí)上調(diào)Nrf2/GPx信號途徑緩解氧化應(yīng)激損傷來保護(hù)和延緩高脂飲食引起的NAFLD癥狀,具有明顯的肝臟保護(hù)作用。更重要的是,這些數(shù)據(jù)也為天麻多糖用于臨床上脂肪肝疾病的治療以及開發(fā)護(hù)肝保健藥物提供理論依據(jù)。