王 芳薛 楊楊靜玉王 歡吳春福
(1沈陽藥科大學(xué)神經(jīng)藥理系,沈陽,110016;2遼寧省植物多酚研究與開發(fā)工程技術(shù)研究中心,沈陽,110016)
實驗研究
蘋果多酚對卡介苗聯(lián)合脂多糖所致小鼠免疫性肝損傷的保護作用
王 芳1,2薛 楊1,2楊靜玉1,2王 歡1,2吳春福1,2
(1沈陽藥科大學(xué)神經(jīng)藥理系,沈陽,110016;2遼寧省植物多酚研究與開發(fā)工程技術(shù)研究中心,沈陽,110016)
目的:觀察蘋果多酚(Apple Polyphenols,AP)對小鼠免疫性肝損傷的保護作用。方法:采用卡介苗聯(lián)合脂多糖制備小鼠免疫性肝損傷模型。研究AP對小鼠肝指數(shù)和脾指數(shù),血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶(Aspartate Transaminase,AST)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(Alanine Transaminase,ALT)活性,血清總蛋白(Total Protein,TP),白蛋白(Albumin,Alb)和白蛋白/球蛋白(A/G)含量的改善作用,同時采用HE染色方法觀察AP對免疫性肝損傷小鼠肝臟病理改變的保護作用。結(jié)果:AP能明顯抑制免疫性肝損傷模型小鼠異常升高的肝指數(shù)和脾指數(shù),降低血清中AST活性,不同程度地升高血清中TP和Alb的含量,同時對肝組織病理異常變化也有顯著的改善作用。結(jié)論:AP對卡介苗聯(lián)合脂多糖所致的小鼠免疫性肝損傷具有保護作用。
蘋果多酚;卡介苗;脂多糖;免疫性肝損傷
肝臟是機體排解毒物和代謝的重要器官,易受多種病原體、毒物及免疫紊亂所累及,引發(fā)肝臟疾病,影響人體正常的生理功能。病毒性肝炎、自身免疫性肝病等是困擾人類已久的肝臟疾病,多數(shù)易由急轉(zhuǎn)慢,長期可發(fā)展至肝纖維化、肝硬化,甚至肝癌等,因此在這類疾病的早期防治方面,阻止慢性發(fā)展過程、保護肝功能就顯得十分關(guān)鍵和重要。雖然這類疾病誘發(fā)因素各有不同,但是目前公認(rèn)異常免疫應(yīng)答是這類肝病發(fā)病的重要機制之一[1-2]。因此,利用免疫反應(yīng)誘導(dǎo)的肝損傷動物實驗?zāi)P?,從天然產(chǎn)物中尋求能顯著減輕肝損傷,提高肝功能且安全性高的活性成分就具有重要的現(xiàn)實意義。
蘋果多酚(Apple polyphenols,AP)是蘋果中具有重要生物活性的一類天然多酚類物質(zhì),具有強抗氧化、清除自由基作用[3-4],在抗癌[5-6]、抗過敏[7-8]、抑菌[9]、抗炎[10]和減肥降脂[11]等方面都表現(xiàn)出良好的活性。因AP具有眾多活性功能和潛在的開發(fā)應(yīng)用前景,其研究越來越受到人們的關(guān)注。我們前期研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)AP能通過清除自由基、提高機體抗氧化能力對CCl4等所致化學(xué)性肝損傷具有顯著的改善作用[12]。我們利用卡介苗(Bacillus Calmette-Guerin vaccine,BCG)聯(lián)合脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)方法誘導(dǎo)建立小鼠免疫性肝損傷模型,來研究AP對免疫性肝損傷的保護作用。
1.1 藥品 AP由天津尖峰天然產(chǎn)物研究開發(fā)有限公司提供。含有多酚類物質(zhì)81.29%,其中綠原酸17.08%,原花青素7.31%,根皮苷5.17%。實驗時用蒸餾水配制成所需濃度。聯(lián)苯雙酯滴丸(Bifondate Pills,BP),浙江醫(yī)藥股份有限公司新昌制藥廠,批號090701。BCG,中國生物制品檢定檢驗所,批號:2008 -7。LPS,Sigma公司,批號103H0524。
1.2 動物 昆明種小鼠(雄性)SPF級,體質(zhì)量(20± 2)g,沈陽藥科大學(xué)實驗動物中心提供,合格證號:SCXK2007-004。適應(yīng)性飼養(yǎng)2~3 d后進行實驗。
1.3 儀器 美國BH13MD1600型全自動生化分析儀。瑞士L104-IC型電子天平。
1.4 動物分組、模型建立及給藥 小鼠隨機分為6組:溶媒對照組,模型組,陽性藥聯(lián)苯雙酯滴丸(BP)組,AP 200、400和800 mg/kg劑量組。采用BCG結(jié)合LPS制備免疫性肝損傷模型。實驗第1 d,除溶媒對照組尾靜脈注射等容量生理鹽水外,各組小鼠經(jīng)尾靜脈注射BCG 2.5 mg/0.2 mL/只。溶媒對照組和模型組灌胃蒸餾水,陽性藥組灌胃BP 200 mg/kg,AP組灌胃AP 200、400或800 mg/kg,連續(xù)給藥12 d。末次給藥后除溶媒對照組尾靜脈注射等容量生理鹽水外,其他各組小鼠尾靜脈注射脂多糖LPS 7.5 μg/0.2 m L/只。
1.5 血清AST,ALT,TP和Alb檢測 LPS注射10 h后眶靜脈叢取血,3 500 r/min離心10 min,分離血清。全自動生化分析儀測定AST、ALT、TP和Alb水平,并計算A/G值。計算方法如下。
1.6 肝指數(shù)和脾指數(shù)計算 實驗?zāi)┤談游锓Q重,將動物處死,取肝和脾稱重,計算肝指數(shù)和脾指數(shù)。計算方法如下。
1.7 肝臟病理學(xué)檢查 取肝右小葉置于10%甲醛中,固定,HE染色,進行組織病理學(xué)檢查,病理變化分級評價判斷標(biāo)準(zhǔn)如下[13]:根據(jù)肝組織炎癥、壞死程度,將肝組織病理改變分五級(0-Ⅳ);“0”肝細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)正常,無損害,無壞死;“Ⅰ”有輕微變性水腫,散在炎細(xì)胞,點狀壞死;“Ⅱ”肝細(xì)胞壞死呈灶狀或片狀,占肝小葉1/3以內(nèi),炎癥細(xì)胞浸潤呈灶狀;“Ⅲ”肝細(xì)胞壞死呈廣泛壞死,占小葉1/3~1/2,炎癥浸潤呈片狀;“Ⅳ”肝細(xì)胞壞死占小葉1/2以上,重度炎性細(xì)胞浸潤,呈片狀。
1.8 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計分析,實驗數(shù)據(jù)用(±s)表示,采用One-Way ANOVA單因素方差分析評價整體性差異,方差齊性用LSD方法進行組間比較,方差不齊用Dunnett's T3分析方法進行組間比較。病理學(xué)評分采用秩和檢驗進行比較。
2.1 AP對免疫性肝損傷小鼠肝指數(shù)和脾指數(shù)的影響
與對照組相比,BCG聯(lián)合LPS所致的免疫性肝損傷小鼠出現(xiàn)肝指數(shù)和脾指數(shù)顯著升高(P<0.01)。給藥12 d后,AP 200、400和800 mg/kg均可顯著抑制BCG和LPS引起的肝、脾指數(shù)的升高(P<0.05,P<0.01)。陽性藥BP 200mg/kg同樣能顯著抑制BCG和LPS引起的肝、脾指數(shù)的升高(P<0.05,P<0.01)。結(jié)果見表1。
表1 AP對免疫性肝損傷小鼠肝指數(shù)和脾指數(shù)的影響(±s)
表1 AP對免疫性肝損傷小鼠肝指數(shù)和脾指數(shù)的影響(±s)
注:與溶媒對照組比,**P<0.01;與模型組比,△P<0.05,△△P<0.01。
分組劑量例數(shù)肝指數(shù)(%)脾指數(shù)(%)12 4.82±0.10 0.59±0.03 BCG+LPS 2.5 mg+7.5μg/只8 5.61±0.18**0.73±0.05**AP 200 mg/kg 10 5.11±0.14△0.62±0.01△400 mg/kg 8 5.17±0.15△0.63±0.02△800mg/kg 9 5.11±0.14△0.61±0.03△△BP 200 mg/kg 8 4.89±0.08△△0.58±0.03溶媒對照——△
2.2 AP對免疫性肝損傷小鼠血清AST和ALT的影響 BCG聯(lián)合LPS所致的免疫性肝損傷小鼠血清中AST和ALT活性顯著升高(P<0.01),AP 800 mg/kg給藥12 d后顯著降低BCG聯(lián)合LPS所致的免疫性肝損傷小鼠血清中升高的AST活性(P<0.05)。陽性藥BP 200 mg/kg也能使血清中異常升高的AST和ALT活性顯著降低(P<0.01,P<0.01)。結(jié)果見表2。
表2 AP對免疫性肝損傷小鼠血清ALT和AST活性的影響(±s)
表2 AP對免疫性肝損傷小鼠血清ALT和AST活性的影響(±s)
注:與溶媒對照組比,**P<0.01;與模型組比,△P<0.05,△△P<0.01。
分組劑量例數(shù)AST(U/L)ALT(U/L)溶媒對照組——12 114.77±2.93 39.54±3.53 BCG+LPS 2.5mg+7.5μg/只12 822.83±44.87**375.00±21.76**AP 200mg/kg 10 639.50±40.53 308.89±86.96 400 mg/kg 12 645.90±34.71 321.670±93.91 800 mg/kg 11 545.36±57.54△360.38±72.47 BP 200 mg/kg 8 523.00±37.54△△160.62±13.11△△
2.3 AP對免疫性肝損傷小鼠血清TP、Alb和A/G比值的影響 與空白組相比,BCG聯(lián)合LPS所致的肝損傷可以顯著降低小鼠血清TP、Alb含量及A/G比值(P<0.01),AP 200、400 mg/kg可顯著升高血清中TP含量(P<0.05),AP 400 mg/kg可顯著升高血清中Alb含量(P<0.01)。結(jié)果見表3。
表3 AP對免疫性肝損傷小鼠血清TP、Alb和A/G活性的影響(±s)
表3 AP對免疫性肝損傷小鼠血清TP、Alb和A/G活性的影響(±s)
注:與溶媒對照組比,**P<0.01;與模型組比,△P<0.05,△△P<0.01。
A/G溶媒對照組——分組劑量例數(shù)TP(g/L)Alb(g/L)12 63.22±0.83 40.62±0.73 1.84±0.07 BCG+LPS 2.5 mg+7.5μg/只12 50.60±1.11**30.65±0.46**1.56±0.05**AP 200mg/kg 10 54.19±1.38△32.73±1.33 1.53±0.06 400mg/kg 12 54.85±1.38△33.91±0.87△△1.63±0.04 800 mg/kg 11 51.16±0.77 32.04±0.67 1.66±0.08 BP 200 mg/kg 8 52.08±1.66 32.15±1.26 1.61±0.04
2.4 病理組織學(xué)觀察 溶媒對照組病理切片光鏡下觀察可見肝小葉結(jié)構(gòu)正常,肝細(xì)胞胞漿飽滿(圖1A),等級評價為0級(表4)。BCG聯(lián)合LPS誘導(dǎo)肝損傷模型組可見肝小葉圖像紊亂,結(jié)構(gòu)不清楚,肝細(xì)胞嗜酸性變性,炎性細(xì)胞浸潤嚴(yán)重,并伴有大面積點狀或片狀壞死(圖1B),等級評價顯示模型組損傷程度顯著高于溶媒對照組(P<0.01)(表4)。AP 200、400 mg/kg組可見肝組織出現(xiàn)不同程度凝固性壞死,炎性細(xì)胞浸潤(圖1C和圖1D),等級評價與模型組相比無統(tǒng)計學(xué)意義(表4)。AP 800 mg/kg組肝小葉結(jié)構(gòu)較清晰,炎性細(xì)胞浸潤減少,肝細(xì)胞壞死面積減少,病變程度明顯改善(圖1E),等級評價較模型組有顯著降低(P<0.05)(表4)。BP 200mg/kg肝組織亦可見不同程度凝固性壞死,炎性細(xì)胞浸潤(圖1F)。
圖1 各組小鼠代表性的肝臟HE染色圖片(×400)
表4 AP對免疫性肝損傷小鼠肝組織病理評分的影響
病毒性肝炎、自身免疫性肝炎等肝臟疾病嚴(yán)重威脅人類健康。雖然誘發(fā)病因各不相同,但研究顯示活化的淋巴細(xì)胞所引起的機體異常免疫反應(yīng)與病毒性肝炎和自身免疫性肝病的病理過程相關(guān),機體免疫應(yīng)答異常已被公認(rèn)為是這類疾病發(fā)病過程的重要機制之一[1-2]。以免疫機制誘發(fā)的免疫性肝損傷動物實驗?zāi)P?,因能刺激T淋巴細(xì)胞活化,激活肝內(nèi)免疫反應(yīng),最終導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷、壞死,可以很好的模擬肝炎病癥的免疫病理過程,對病毒性肝炎和自身免疫性肝病的研究具有重要意義[14]。
BCG和LPS聯(lián)合作用誘導(dǎo)的小鼠免疫性肝損傷模型是常用的研究病毒性肝炎及保肝藥物的經(jīng)典動物模型[15-16]。BCG是一種減毒的活性結(jié)核桿菌疫苗,具有抗原性,但不含內(nèi)毒素,毒性極弱,LPS為革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁主要成分,BCG處理后的動物對LPS十分敏感,能引發(fā)以凋亡為特點的肝細(xì)胞損傷。BCG進入體內(nèi)能使T淋巴細(xì)胞致敏,激活肝中巨噬細(xì)胞-Kupffer細(xì)胞,引起Kupffer細(xì)胞的聚集和肝內(nèi)浸潤,此時給予低劑量LPS攻擊,可激發(fā)這些致敏的細(xì)胞向肝中釋放對肝細(xì)胞有毒性作用的細(xì)胞因子TNF-α、白介素等,從而激活凋亡通路、誘導(dǎo)氧化應(yīng)激等一系列生物效應(yīng),最終導(dǎo)致肝損傷[17]。本文采用尾靜脈注射BCG刺激12 d后LPS誘導(dǎo)攻擊的方式制備小鼠免疫性肝損傷模型。小鼠出現(xiàn)肝脾指數(shù)、血清中AST和ALT活性顯著增加升高,血清TP、Alb含量及A/G比值顯著降低,肝細(xì)胞中度或重度炎性細(xì)胞浸潤,存在點狀、灶性壞死等現(xiàn)象,說明在我們的實驗條件下成功制備了小鼠免疫性肝損傷模型。
使用此模型發(fā)現(xiàn)AP能顯著抑制肝脾指數(shù)的升高,不同程度地減少肝功能的異常,表現(xiàn)為降低血清中AST活性,同時升高血清中TP和Alb的含量。對肝組織病理變化也有改善作用。本研究首次發(fā)現(xiàn)AP具有改善免疫性肝損傷的作用。AP是蘋果中多元酚類物質(zhì)的總稱,主要成分包括黃酮類化合物(兒茶素、表兒茶素、根皮苷、原花青素和槲皮素等),酚酸及羥基酚酸酯(主要為綠原酸和咖啡酸)和糖類衍生物等[18]。由于AP的眾多活性都與其強大的清除自由基和抗氧化作用相關(guān)[19-20],推測AP改善免疫性肝損傷的作用也可能與其清除自由基和抗氧化作用相關(guān)。具體的機制值得深入研究。
對于病毒性肝炎和自身免疫性肝病,阻止發(fā)病過程中病程惡化,提高和改善肝功能極為重要,現(xiàn)有的抗病毒藥物或免疫抑制劑雖可從致病原因上遏制疾病發(fā)展,但在改善肝臟病理狀態(tài),維持肝細(xì)胞結(jié)構(gòu),提高肝臟功能等方面并不具有優(yōu)勢,加之不同程度的不良反應(yīng),限制了使用人群。AP是從蘋果皮渣中提取的天然產(chǎn)物,安全性高。本研究拓寬了AP保肝作用的應(yīng)用范圍,顯示出了其良好的應(yīng)用前景。
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(2013-11-12收稿 責(zé)任編輯:曹柏)
Hepatoprotective Role of App le Polyphenols against Immunological Liver Injury in M ice
Wang Fang1,2,Xue Yang1,2,Yang Jingyu1,2,Wang Huan1,2,Wu Chunfu1,2
(1 Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110016,China;2 Liaoning Plant Polyphenols Research and Development Technology Research Center,Shenyang 110016,China)
Objective:To observe hepatoprotective role of apple polyphenols(AP,Appjfnol?)on immunological liver injury inmice.Methods:An immunological liver injurymodel inmicewas established by intravenous injection of Bacillus Calmette-Guerin(BCG)and lipopolysaccharide(LPS).The liver index and spleen index,the activities of serum aspartate aminotransferase(AST)and alanine aminotransferase(ALT),the levels of serum total protein(TP),albumin(Alb)and albumin/globulin(A/G)were detected.Histopathologic changewasalso investigated by HE staining.Results:AP inhibited the increases of liver index and spleen index,prevented the increase of serum AST activity and the decrease of serum TPand Alb levels.Histopathological abnormalitieswere also improved after AP adm inistration.Conclusion:AP played a significant hepatoprotective role against BCG and LPS induced immunological liver injury in mice.
Apple polyphenols;Bacillus Calmette-Guerin;Lipopolysaccharide;Immunological liver injury
R-332;R593.9
A
10.3969/j.issn.1673-7202.2014.09.029
沈陽市科學(xué)技術(shù)項目計劃資助(編號:F13-318-1-20)
吳春福(1952.2—),男,博士,教授,沈陽藥科大學(xué)校黨委書記,研究方向:天然產(chǎn)物活性研究,E-mail:wucf@syphu.edu.cn,chunfuw@gmail.com