孫夢雯,胡世蓮,殷 實(shí),嚴(yán) 光
(安徽醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院老年病科,安徽省老年病研究所,安徽合肥 230001)
我國是肝病大國,由于乙肝疫苗的普及、抗肝炎病毒藥物的應(yīng)用和傳染病防治方法的有效實(shí)施,病毒性肝炎新發(fā)病例不斷減少;與之相反,隨著人民生活水平的提高,肥胖、糖尿病和酒精濫用相關(guān)肝病的發(fā)病率迅速增加,可以預(yù)計(jì),未來10~20年酒精性或者肥胖引起的肝病,將取代病毒性肝病成為嚴(yán)重影響人民健康的主要病因。但這方面國家投入和研究水平仍亟待加強(qiáng),特別是酒精引起的酒精性肝?。╝lcoholic liver disease,ALD)長期沒有得到應(yīng)有的重視。
長期飲酒是全世界導(dǎo)致慢性肝病的重要原因,可導(dǎo)致肝硬化和肝癌。幾乎所有的重度飲酒者發(fā)展為脂肪肝,其中只有20%~40%可發(fā)展為嚴(yán)重ALD包括酒精性肝炎、酒精性肝纖維化等,嚴(yán)重威脅人類健康。ALD缺乏有針對(duì)性的靶點(diǎn)治療方法,臨床上只能以對(duì)癥治療為主,因此,建立更接近人類酒精性動(dòng)物模型是進(jìn)而利用動(dòng)物模型研究發(fā)生機(jī)制研究并篩選有效治療ALD藥物的基石[1]。目前,國際上通用的ALD動(dòng)物模型有兩種,大都有關(guān)ALD機(jī)制成果均來源于這些動(dòng)物模型研究成果[1]。ALD動(dòng)物模型一為液體酒精飼料喂飼,另一種為手術(shù)置胃管。但二者均存在嚴(yán)重不足,前者損傷輕微,后者費(fèi)用高難度大,動(dòng)物易死亡。二者的共同缺點(diǎn)是和人類ALD的病理改變有相當(dāng)大的差距,這大大妨礙了ALD的機(jī)制研究及后續(xù)ALD治療方法的研究。美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)酒精研究所(NIAAA)肝病研究室(Laboratory of Liver Diseases)新近建立的乙醇誘導(dǎo)急性小鼠酒精性肝損傷模型[2]。研究表明,氧自由基和炎癥參與了酒精肝的病理過程[2]。近年發(fā)現(xiàn),腦腸肽是生長激素釋放促分泌素受體的一種內(nèi)源性配體,因?yàn)樗写貵H釋放功能,所以被命名為腦腸肽。最近研究表明,腦腸肽對(duì)非酒精脂肪肝具有保護(hù)作用[3],亦有研究表明,腦腸肽具有抗炎作用[4],基于以上研究基礎(chǔ),我們?cè)谝M(jìn)最新酒精性動(dòng)物模型的基礎(chǔ)上,研究了腦腸肽對(duì)酒精性肝損傷小鼠的影響。
1.1 試劑 腦腸肽系美國Sigma公司產(chǎn)品,腦腸肽臨用前先用無菌生理鹽水稀釋。Lieber-DeCarli酒精液體飼料(標(biāo)準(zhǔn)型,酒精熱量36%),產(chǎn)品號(hào):TP-4030,購自南通特洛菲飼料科技有限公司。酒精為工業(yè)純級(jí)別(99.9%)。丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)測定試劑盒:南京建成生物工程研究所產(chǎn)品,批號(hào):20021129;天冬門氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)測定試劑盒:南京建成生物工程研究所產(chǎn)品,批號(hào):20021129;超氧化物歧化酶(SOD)測定試劑盒:南京建成生物工程研究所產(chǎn)品,批號(hào):20021219;GSH-px測定試劑盒、丙二醛(MDA)測定試劑盒:南京建成生物工程研究所產(chǎn)品,批號(hào):20021207。
1.2 動(dòng)物模型的建立 根據(jù)文獻(xiàn)模型稍有改進(jìn)[5]。C57/B6小鼠,8~10周齡,體質(zhì)量(30±2)g,購于安徽醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。給予含5%乙醇的液體飼料,自由喂養(yǎng)4周,最后1次按5 g·kg-1的劑量給予酒精灌胃1次,9 h后自小鼠后眼眶靜脈叢采血,分離血清,4℃保存待測轉(zhuǎn)氨酶活性。頸椎脫臼法處死動(dòng)物,立即摘取肝臟標(biāo)本,部分甲醛固定留待病理檢查,取部分肝組織-70℃保存待測。
1.3 動(dòng)物分組及處理 設(shè)正常對(duì)照組、模型組、腦腸肽給藥組(5、10、20μg·kg-1)。將動(dòng)物按體重分層隨機(jī)分組,每組6只。正常對(duì)照組等量生理鹽水腹腔注射(ip);預(yù)防用藥方案:從造模d 1起,按上述劑量給予腦腸肽腹腔注射,每天1次。
1.4 檢測指標(biāo)及方法 ALT、AST、MDA、GSH-Px、SOD測定按試劑盒說明書進(jìn)行。
1.5 小鼠肝臟H&E染色 采用常規(guī)病理方法。簡言之,10%的中性甲醛固定,制備石蠟包塊,切片,HE染色,顯微鏡下觀察肝臟病理改變。
1.6 肝臟中RNA的抽提及相關(guān)基因表達(dá)水平的定量RT-PCR(real-time PCR)檢測 肝臟中RNA采用 RNeasy Mini Kit(Qiagen Inc,Stanford Santa Clarita,CA,USA)方法抽提,按試劑盒說明書進(jìn)行,測定RNA純度和濃度。隨后進(jìn)行 反轉(zhuǎn)錄反應(yīng):1 μg RNA用反轉(zhuǎn)錄試劑盒(High Capacity cDNA Reverse Transcription Kit.Applied Biosystems,Bedford,MA,USA)反轉(zhuǎn)錄成cDNA。最后使用定量PCR反應(yīng)體系:使用iTaq SYBR Green Supermix(iTaq SYBR Green Supermix With ROX BIO-RAD.Hercules,CA,USA)加入10μmol·L-1primers,2μl of cDNA。定量PCR反應(yīng)使用儀器為7500 Fast Real-Time PCR System.(AB Applied Biosystems,Carlsbad,California,USA),反應(yīng)條件為:95℃ 3 min,40 cycles of 95℃ (25 s),58℃ (25 min),and 72℃ (1 min)。每個(gè)樣本做3個(gè)復(fù)孔。使用引物序列見Tab 1。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 結(jié)果數(shù)據(jù)以表示,組間差異用ANOVA法進(jìn)行分析比較,顯著性差異P值設(shè)定為0.05。
2.1 腦腸肽對(duì)酒精性肝損傷小鼠轉(zhuǎn)氨酶的影響在序貫給予酒精飼料4周后,模型組血清ALT、AST活性升高,而在序貫期間預(yù)防給藥,分別給予ip腦腸肽(5、10、20μg·kg-1)均能降低血清中升高的ALT、AST活性,在腦腸肽的3個(gè)劑量中以20μg·kg-1為最明顯(Fig 1)。
Tab 1 Primer sequence
Fig 1 Ghrelin alleviates ethanol-induced liver injuryA:Serum transaminase ALT;B:AST levels;*P<0.05,**P<0.01 denotes significant difference from corresponding ethanol-fed model groups.ALT:alanine transaminase;AST:aspartate aminotransferace.
2.2 腦腸肽對(duì)酒精性肝損傷小鼠肝臟病理的影響HE染色發(fā)現(xiàn),模型組肝內(nèi)出現(xiàn)彌漫性脂肪病變,以3區(qū)為主,肝血竇充血明顯,可見少許炎細(xì)胞浸潤。腦腸肽處理可減輕炎癥細(xì)胞浸潤,但對(duì)脂肪病變影響不明顯(Fig 2)。
Fig 2 Ghrelin im proves ethanol-induced liver pathologic change
2.3 腦腸肽對(duì)酒精性肝損傷小鼠自由基的影響模型組肝勻漿MDA水平升高,GSH-Px和SOD活性降低。預(yù)防給予 ip腦腸肽(5、10、20μg·kg-1)均能降低肝勻漿中升高M(jìn)DA的水平,并能提高肝勻漿GSH-Px和SOD活性(Tab 2)。
Tab 2 Effects of ghrelin adm inistration on hepatic MDA levels,SOD and GSH-Px activities in alcohol fatty liver
2.4 腦腸肽對(duì)酒精性肝損傷小鼠炎癥細(xì)胞因子的影響 與正常組相比,模型組肝臟炎癥細(xì)胞因子如TNF-α、IL-1β、IFN-γ、IL-6和 MCP-1明顯升高。預(yù)防給予 ip腦腸肽(5、10、20μg·kg-1)均能降低上述炎性細(xì)胞因子的mRNA表達(dá)(Fig 3)。
酒精性肝損傷動(dòng)物模型的建立一直以來是酒精研究領(lǐng)域的難點(diǎn),以往應(yīng)用最為廣泛的酒精性肝損害的模型是應(yīng)用含酒精的Lieber-DeCarli液體飲食喂養(yǎng)小鼠4~6周,但是這種模型僅僅只能誘發(fā)輕度脂肪變性,輕度的血清ALT升高,極少量甚至無炎癥。因此,建立一種具有明顯肝細(xì)胞損害和纖維化的重度酒精肝模型至關(guān)重要。最近NIAAA建立了一種慢性酒精喂養(yǎng)加酒精灌胃的小鼠模型(NIAAA模型,國內(nèi)亦稱高氏Gao-Binge模型)。這種模型模仿多數(shù)酒精性肝炎患者的飲酒方式,即這些患者有多年慢性飲酒的背景,以及近期醉酒的病史。在小鼠身上即可協(xié)同作用導(dǎo)致小鼠的脂肪變性、肝臟損傷和炎癥[1,5]。目前,全世界許多實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)應(yīng)用這種經(jīng)過修正的慢性酒精喂養(yǎng)加酒精灌胃的小鼠和大鼠模型。NIAAA建立的慢性酒精喂養(yǎng)加急性酒精灌胃的模型,除了容易操作外,還具有費(fèi)用低和時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。用含酒精的Lieber-DeCarli飲食喂養(yǎng)小鼠10 d或者延長至4~8周,然后用單劑酒精灌胃(5 g·kg-1)1次,會(huì)導(dǎo)致血清ALT和AST明顯升高,灌胃后9 h在C57BL/6小鼠達(dá)到峰值,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單獨(dú)慢性酒精喂養(yǎng)的小鼠。這種模型還也可以改進(jìn)為慢性酒精喂養(yǎng)更長時(shí)間加多次酒精灌胃[1,5]。
Fig 3 Ghrelin attenuates alcohol-induced proinflammatory cytokine and chemokinemRNA expression in the liver*P<0.05,**P<0.01 denotes significantdifference from corresponding ethanol-fedmodel groups.TNF:tumor necrosis factor;IL:interferon;MCP-1:monocyte chemoattractant protein 1.
ALD主要是乙醇及其衍生物的代謝過程中直接或間接誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、腸源性內(nèi)毒素(LPS)、炎性介質(zhì)和營養(yǎng)失衡(尤其是蛋白質(zhì)一熱量營養(yǎng)不良)等多種因素相互作用的結(jié)果。酒精通過氧化應(yīng)激促使反應(yīng)性氧化物增加,而誘發(fā)肝臟脂肪聚集。在氧化應(yīng)激相關(guān)的脂質(zhì)過氧化,同時(shí)LPS在ALD時(shí)水平升高,可促進(jìn)肝臟炎性細(xì)胞因子增加,氧自由基和炎性細(xì)胞因子的雙重作用下可導(dǎo)致肝細(xì)胞凋亡、壞死,造成炎癥、壞死甚至纖維化[2,6]。因此抗氧化抗炎治療有望對(duì)抗ALD疾病的病理進(jìn)展[7]。本研究發(fā)現(xiàn),腦腸肽可明顯降低增高的血清轉(zhuǎn)氨酶活性,同時(shí)還發(fā)現(xiàn)腦腸肽具有抗氧化作用,其依據(jù)為腦腸肽可明顯降低ALD小鼠肝勻漿中升高的MDA水平,同時(shí)提高肝勻漿SOD和GSH-Px活性,提示腦腸肽對(duì)酒精性肝損傷的保護(hù)作用與抗脂質(zhì)過氧化和提高機(jī)體的抗氧化酶活性有關(guān)。最新的研究表明,腦腸肽在高脂肪引起的脂肪肝大鼠模型中具有抗自由基作用[8];體外實(shí)驗(yàn)也表明,腦腸肽具有抗氧化作用[9]。本研究亦證實(shí)腦腸肽在酒精肝模型亦可降低肝損傷時(shí)脂質(zhì)過氧化物的生成,同時(shí)可提高抗氧化酶活性。因此,腦腸肽在酒精性肝損傷動(dòng)物模型中亦可發(fā)揮其抗氧化作用。雖然有人體實(shí)驗(yàn)表明給予褪黑素可以提高體內(nèi)腦腸肽水平,進(jìn)而減輕脂肪性肝炎程度[10],但腦腸肽對(duì)人類ALD是否同樣的抗氧化作用,仍需要在臨床試驗(yàn)中進(jìn)一步研究加以證實(shí)。
大量研究表明,天然免疫反應(yīng)參與了ALD的病理生理過程[11],其中內(nèi)毒素介導(dǎo)性細(xì)胞因子釋放引起的免疫反應(yīng)在ALD發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用[1,6,12],本研究發(fā)現(xiàn),腦腸肽可明顯降低肝臟內(nèi)炎癥細(xì)胞因子的表達(dá),這可能是腦腸肽保護(hù)酒精肝的重要機(jī)制之一。在過去的10年中對(duì)腦腸肽的抗炎作用頗有研究,腦腸肽不僅在休克的過程中發(fā)揮抑制炎癥的作用,而且體內(nèi)外的研究均表明腦腸肽具有明顯的抗炎作用,可能成為炎癥性疾病和損傷的潛在治療藥物。此外,腦腸肽還可以在骨髓和胸腺中促進(jìn)淋巴細(xì)胞分化,延緩衰老相關(guān)的胸腺萎縮[4,13]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也表明腦腸肽具有抗炎作用,可降低大鼠脊髓損傷后中性粒細(xì)胞浸潤和DNA損傷[14]。而最新研究表明腦腸肽還具有心臟保護(hù)作用,其保護(hù)作用亦與其抗炎作用有關(guān)[15]。本研究首次在酒精性肝損傷動(dòng)物模型上發(fā)現(xiàn)腦腸肽的抗炎作用,腦腸肽可抑制酒精引起的肝臟炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)。而腦腸肽通過何種機(jī)制抑制炎性細(xì)胞因子的表達(dá)值得進(jìn)一步研究。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn),腦腸肽對(duì)小鼠酒精性肝損傷具保護(hù)作用,其機(jī)制與其抗氧化抗炎作用有關(guān)。
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