顧建榮 韓麗萍 吳瑤 賴威旨 何志剛 葉合 樓招歡
酒精性肝病是指飲酒過度引起肝細(xì)胞發(fā)生變性、壞死,進(jìn)而導(dǎo)致肝臟損傷等病變,臨床發(fā)病率逐年升高[1]。鑒于病情和病程,酒精性肝病臨床分型主要包括輕癥酒精性肝病、酒精性脂肪肝和酒精性肝炎等[2]。酒精攝入過多會(huì)加速肝臟脂肪生成,引起肝細(xì)胞脂質(zhì)沉淀,約90%以上酗酒者會(huì)進(jìn)展為酒精性脂肪肝[3-4]。酒精性脂肪肝發(fā)病機(jī)制尚未完全明確,當(dāng)前仍缺乏有效防治該病的藥物。課題組前期研究表明,烏藥具有良好的降血脂作用[5-6],能調(diào)節(jié)酒精性肝損傷大鼠異常的血脂水平[7],防治酒精性肝病[8-9]。本研究擬在前期基礎(chǔ)上,進(jìn)一步觀察烏藥對(duì)酒精和高脂飲食誘導(dǎo)的脂肪肝的防治作用,并初步探討其作用機(jī)制。
1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 健康ICR 雄性小鼠32 只,體質(zhì)量(20±2)g,購于上海靈暢生物科技有限公司[實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(滬)2018-0003],飼養(yǎng)于浙江中醫(yī)藥大學(xué)富春動(dòng)物房[實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào):SYXK(浙)2019-0024]。室溫(23±2)℃,相對(duì)濕度45%~55%,自由飲食飲水,人工光照,明、暗各12 h。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)倫理委員會(huì)審核通過,倫理編號(hào):ZSLL-2017-023。
1.2藥物與試劑 烏藥醇提物(Linderae Radix ethanol extract,LREE):取烏藥飲片(浙江省天臺(tái)山烏藥生物工程有限公司,批號(hào)140301)適量置于圓底燒瓶,加10BV 70%乙醇,85 ℃回流2 h 提取2 次,濾過,合并2 次濾液,減壓回收乙醇并濃縮至適當(dāng)體積,得LREE,臨用前用純水與LREE 按相應(yīng)比例配置成0.1 g/mL 濃度藥液。陽性對(duì)照藥:將易善復(fù)(批號(hào)BBJD106,賽諾菲安萬特制藥有限公司)置于純水中,于磁力攪拌器上攪拌1 h 后進(jìn)行超聲乳化,最終配成2.05 mg/mL 的乳劑。造模試劑:紅星二鍋頭酒(酒精度52%,2.0 L/瓶,北京紅星股份有限公司,許可證編號(hào):SC11511160310087)。血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine transaminase,ALT,16052001)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspertate aminotransferase,AST,16091901)、總膽固醇(total cholesterol,TC,15100801)、三酰甘油(triglyceride,TG,16030301)試劑盒購自寧波美康生物科技股份有限公司RNA Purification Kit(12183-555)、First-Strand Synthesis SuperMix(11752-050)購自Thermo Pierce 公司;實(shí)時(shí)定量PCR 其他材料購自生工生物工程(上海)股份有限公司。
1.3實(shí)驗(yàn)儀器 TBA-40FR Accute 全自動(dòng)生化分析儀(日本東芝公司);BIO-TEK 4C106 酶標(biāo)儀(美國伯騰儀器有限公司);Tissue-Tek VIPTM 5 Jr 全封閉組織脫水機(jī)(Sakura Finetek Japan Co.,Ltd.);MF43-N 正置熒光顯微鏡(廣州市明美光電技術(shù)有限公司);Bio-Rad 1658033 蛋白電泳及轉(zhuǎn)印系統(tǒng)(美國伯樂公司);Bio-Rad CFX384 多重實(shí)時(shí)熒光定量PCR 儀(美國伯樂公司)。
1.4動(dòng)物分組及給藥 ICR 小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d后,按隨機(jī)數(shù)字表法分為正常對(duì)照組、模型對(duì)照組、陽性對(duì)照組及烏藥組,每組8 只。除正常對(duì)照組外,其余各組小鼠均予以高脂飼料+灌胃不同濃度白酒建立酒精性脂肪肝模型[9](實(shí)驗(yàn)第1~2 周給予酒精體積濃度為30%的白酒,第3~4 周白酒濃度增加至35%,第5~6 周白酒濃度增加至40%,第7~8 周增加至45%);造模同時(shí)給予相應(yīng)藥物,其中正常對(duì)照組和模型對(duì)照組按1 mL/100 g 體積灌胃純水,陽性對(duì)照組灌胃0.2739 g/kg 易善復(fù),烏藥組灌胃1 g/kg LREE,每日1 次,連續(xù)給藥8 周。
1.5檢測指標(biāo)及方法
1.5.1小鼠體質(zhì)量及肝臟指數(shù)檢測 每3 天記錄1次小鼠體質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)第8 周末次給藥后禁食12 h,記錄小鼠體質(zhì)量,毛細(xì)管眼球取血,解剖,取肝臟用生理鹽水漂洗后,置刻度尺處拍照,稱定質(zhì)量,計(jì)算肝指數(shù)。肝臟指數(shù)=肝質(zhì)量(g)/體質(zhì)量(g)×100%。
1.5.2血清生化指標(biāo)檢測 取各組小鼠血液1 mL,以轉(zhuǎn)速3000 r/min,離心半徑13.5 cm,離心15 min 取血清,全自動(dòng)血生化儀檢測血清ALT、AST 活性及TC、TG 含量。
1.5.3肝組織病理學(xué)及脂質(zhì)沉積觀察 取各組小鼠肝臟,置于白色背景下觀察肝臟形態(tài)、色澤后,取相同位置的一部分肝組織置甲醛中固定,梯度乙醇脫水,石蠟包埋,切片,行HE 染色;另取一部分肝組織,置-80 ℃冰箱冷凍,冷凍切片機(jī)切片,油紅O 染色后,封片,光鏡下觀察小鼠肝臟脂質(zhì)沉積情況。
1.5.4肝組織TC 攝取及合成相關(guān)調(diào)控基因mRNA表達(dá)水平檢測 取各組小鼠肝組織樣本適量,加入1 mL TRIzol 提取總RNA,BCA 法測定其蛋白含量,將RNA 逆轉(zhuǎn)錄為cDNA 后進(jìn)行擴(kuò)增,95 ℃預(yù)變性1 min,隨后進(jìn)入40 個(gè)循環(huán)(95 ℃,15 s,63 ℃,25 s),以甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH)為內(nèi)參,用2-ΔΔCt表示基因平均相對(duì)表達(dá)量。引物序列由杭州紐貝生物設(shè)計(jì),生工生物工程(上海)股份有限公司負(fù)責(zé)合成。引物序列見表1。
表1 RT-PCR 引物序列
1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 24.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示。多組間比較采用單因素方差分析法,兩組間比較采用SNK-q檢驗(yàn)。P<0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠體質(zhì)量的影響至實(shí)驗(yàn)第8 周,與正常對(duì)照組比較,模型對(duì)照組小鼠體質(zhì)量增加,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與模型對(duì)照組比較,易善復(fù)組和烏藥組小鼠體質(zhì)量顯著降低(P<0.05)。見表2。
表2 LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠體質(zhì)量的影響(g,)
表2 LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠體質(zhì)量的影響(g,)
注:正常對(duì)照組予正常飼料喂養(yǎng)+灌胃純水;模型對(duì)照組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃純水;易善復(fù)組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃易善復(fù);烏藥組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃LREE;LREE 為烏藥醇提物;與模型對(duì)照組比較,aP<0.05
2.2LREE 對(duì)酒精性脂肪肝小鼠血清肝功能指標(biāo)的影響 與正常對(duì)照組比較,實(shí)驗(yàn)第2、6、8 周,模型對(duì)照組小鼠血清AST 活性顯著增加(P<0.05或P<0.01);血清ALT 活性在實(shí)驗(yàn)前4 周無明顯變化,但至第6 周,血清ALT 活性顯著增加(P<0.01)。與模型對(duì)照組比較,易善復(fù)及烏藥組小鼠血清AST、ALT 活性明顯降低(P<0.05或P<0.01)。見表3。
表3 LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠血清AST、ALT 活性的影響(U/L,)
表3 LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠血清AST、ALT 活性的影響(U/L,)
注:正常對(duì)照組予正常飼料喂養(yǎng)+灌胃純水;模型對(duì)照組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃純水;易善復(fù)組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃易善復(fù);烏藥組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃LREE;LREE 為烏藥醇提物;AST 為天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶;ALT 為丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶;與正常對(duì)照組比較,aP<0.05,bP<0.01;與模型對(duì)照組比較,cP<0.05,dP<0.01
2.3LREE 對(duì)酒精性脂肪肝小鼠血脂水平的影響與正常對(duì)照組比較,造模第2 周開始,模型對(duì)照組小鼠TC 水平顯著增加(P<0.01),TG 水平呈下降趨勢,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與模型對(duì)照組比較,易善復(fù)組及烏藥組小鼠血清TC 水平有增加趨勢,其中在實(shí)驗(yàn)第4 周差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);實(shí)驗(yàn)第6 周易善復(fù)及烏藥組小鼠血清TG 水平顯著降低(P<0.05或P<0.01)。見表4。
表4 LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠血脂水平的影響(μmol/L,)
表4 LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠血脂水平的影響(μmol/L,)
注:正常對(duì)照組予正常飼料喂養(yǎng)+灌胃純水;模型對(duì)照組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃純水;易善復(fù)組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃易善復(fù);烏藥組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃LREE;LREE 為烏藥醇提物;TC 為總膽固醇;TG 為三酰甘油;與正常對(duì)照組比較,aP<0.05,bP<0.01;與模型對(duì)照組比較,cP<0.05,dP<0.01
2.4LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠肝脂質(zhì)沉積的影響 肝臟形態(tài)觀察結(jié)果顯示(見圖1A),正常對(duì)照組小鼠肝臟顏色鮮紅,形狀規(guī)則且大小正常;與正常對(duì)照組比較,模型對(duì)照組小鼠肝臟顏色呈黃褐色,肝臟指數(shù)顯著增加(P<0.01);與模型對(duì)照組比較,易善復(fù)組及烏藥組小鼠肝臟色澤較紅潤,烏藥組小鼠肝指數(shù)下降顯著(P<0.05)(見表5)。HE 染色(見圖1B)及油紅O 染色(見圖1C)結(jié)果顯示,正常對(duì)照組小鼠肝細(xì)胞核藍(lán)染,細(xì)胞質(zhì)未見橘紅色脂滴;與正常對(duì)照組比較,模型對(duì)照組小鼠肝細(xì)胞有較多空泡出現(xiàn),細(xì)胞質(zhì)橘紅色脂滴明顯增多。與模型對(duì)照組比較,易善復(fù)組及烏藥組小鼠肝細(xì)胞空泡及脂滴數(shù)量明顯減少。
圖1 LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠肝脂質(zhì)沉積的影響
表5 LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠肝臟質(zhì)量及肝臟指數(shù)的影響()
表5 LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠肝臟質(zhì)量及肝臟指數(shù)的影響()
注:正常對(duì)照組予正常飼料喂養(yǎng)+灌胃純水;模型對(duì)照組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃純水;易善復(fù)組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃易善復(fù);烏藥組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃LREE;LREE 為烏藥醇提物;與正常對(duì)照組比較,aP<0.01;與模型對(duì)照組比較,bP<0.05
2.5LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠肝臟TC 攝取及合成調(diào)控相關(guān)基因mRNA 表達(dá)水平的影響 與正常對(duì)照組比較,模型對(duì)照組小鼠肝組織LDLR 和PPAR-α mRNA 水平顯著降低(P<0.01),膽固醇合成相關(guān)調(diào)控基因Insig1、SCAP、SREBP-1 mRNA 水平顯著升高(P<0.01);與模型對(duì)照組比較,易善復(fù)組及烏藥組小鼠肝組織LDLR、PPAR-α mRNA 水平顯著升高(P<0.05或P<0.01),Insig1、SCAP、SREBP-1 mRNA 水平顯著降低(P<0.05或P<0.01)。見表6。
表6 LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠肝組織TC 攝取及合成調(diào)控相關(guān)基因mRNA 表達(dá)水平的影響(2-ΔΔCt,)
表6 LREE 對(duì)酒精性脂肪肝模型小鼠肝組織TC 攝取及合成調(diào)控相關(guān)基因mRNA 表達(dá)水平的影響(2-ΔΔCt,)
注:正常對(duì)照組予正常飼料喂養(yǎng)+灌胃純水;模型對(duì)照組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃純水;易善復(fù)組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃易善復(fù);烏藥組予高脂飼料+灌胃白酒+灌胃LREE;LREE 為烏藥醇提物;LDLR 為低密度脂蛋白受體;PPAR-α 為過氧化物酶體增殖物激活受體;Insig1 為胰島素誘導(dǎo)基因1;SCAP 為固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白裂解激活蛋白;SREBP-1 為固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1;與正常對(duì)照組比較,aP<0.01;與模型對(duì)照組比較,bP<0.05,cP<0.01
飲酒過量會(huì)干擾肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)代謝,促進(jìn)酒精性脂肪肝的發(fā)生發(fā)展[10-11]。本文采用高脂飲食和灌胃酒精模擬酒精性脂肪肝模型小鼠,通過評(píng)價(jià)小鼠肝臟指數(shù)、病理學(xué)染色以及油紅O 染色證實(shí)酒精性脂肪肝模型的可靠性,貼近酒精性脂肪肝臨床發(fā)病實(shí)際。研究結(jié)果表明,攝入高脂同時(shí)灌胃酒精可導(dǎo)致小鼠肝臟指數(shù)顯著增加,肝臟顏色呈黃褐色,小鼠血清ALT、AST 活性明顯增加,TC 水平顯著增加,肝組織油紅O 染色結(jié)果顯示模型小鼠肝組織脂質(zhì)沉積明顯,這與臨床酒精性脂肪肝發(fā)病表現(xiàn)一致,提示模型復(fù)制成功。灌胃給予LREE 干預(yù),能顯著降低模型小鼠ALT、AST 活性,改善模型小鼠肝細(xì)胞脂質(zhì)沉積,提示LREE 對(duì)酒精和高脂飲食誘導(dǎo)的酒精性脂肪肝具有良好的保護(hù)作用。
基于小鼠血清中TC 水平的變化,本研究進(jìn)一步對(duì)小鼠肝臟TC 攝取及合成調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)水平進(jìn)行了檢測。研究表明,飲酒過量可激活固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1(SREBP-1)蛋白活性,誘導(dǎo)脂質(zhì)積累,上調(diào)脂肪酸合酶、乙酰輔酶A 等SREBP 調(diào)節(jié)酶的基因及其蛋白表達(dá)[12-14]。SREBPs 為參與細(xì)胞內(nèi)膽固醇代謝的重要調(diào)控因子。SREBPs 是無活性的前體蛋白,必須通過SREBPs 裂解激活蛋白(SCAP)攜帶才能轉(zhuǎn)化為具有活性的轉(zhuǎn)錄因子——核SREBPs(nSREBPs),而此過程受細(xì)胞內(nèi)游離TC 含量和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)胰島素誘導(dǎo)基因(Insig)水平影響。Insig 與SCAP、SREBPs 共同組成了Insig1-SCAP-SERBP1 轉(zhuǎn)運(yùn)體系,與細(xì)胞內(nèi)TC 的含量共同調(diào)控nSERBP 的活化,影響低密度脂蛋白受體(LDLR)的轉(zhuǎn)錄,調(diào)節(jié)外源性TC 的攝取[15]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,酒精性脂肪肝模型組小鼠肝組織LDLR 和PPAR-α mRNA 水平顯著降低,膽固醇合成相關(guān)調(diào)控基因Insig1、SCAP、SREBP-1 mRNA 水平顯著升高,而灌胃給予LREE 則可顯著逆轉(zhuǎn)上述現(xiàn)象。提示LREE 對(duì)酒精和高脂飲食誘導(dǎo)的酒精性脂肪肝的保護(hù)作用,可能與干預(yù)Insig1-SCAP-SERBP1 信號(hào)通路介導(dǎo)的肝細(xì)胞對(duì)外源性TC的攝入有關(guān)。
本研究還發(fā)現(xiàn),酒精性脂肪肝模型小鼠肝臟PPAR-α mRNA 水平顯著降低。研究表明,PPAR 參與糖及脂質(zhì)代謝的調(diào)控過程[16]。PPAR-α 為PPAR 家族的重要成員,參與脂質(zhì)代謝。長期飲酒可使肝中PPAR-α 的表達(dá)下調(diào),進(jìn)而減少PPAR-α 與維A 酸X 受體(RXR)結(jié)合,降低PPAR-α/RXR 異二聚體與DNA 結(jié)合能力[17-18]和肝脂質(zhì)氧化代謝能力,促進(jìn)酒精性脂肪肝的發(fā)展。同時(shí),乙醛也可抑制PPAR-α 表達(dá),降低脂肪酸β 氧化能力,引起脂肪酸積累[19-20],加劇酒精性脂肪肝的形成。在本研究中,灌胃給予LREE,可以顯著增加酒精性脂肪肝模型組小鼠肝臟組織PPAR-α mRNA 水平,提示LREE 可能通過增加線粒體脂肪酸代謝減少脂質(zhì)在肝細(xì)胞中的沉積。
綜上,本研究結(jié)果表明LREE 對(duì)酒精聯(lián)合高脂飼料誘導(dǎo)的酒精性脂肪肝具有良好的防治作用,該作用可能與抑制Insig1-SCAP-SERBP1 通路活化,參與肝臟外源性TC 攝入以及線粒體脂肪酸代謝相關(guān)。