徐渴陽 蘇曉倩 包劍鋒
肝纖維化是病毒、酒精、脂肪等各種致病因子所致的肝內(nèi)結(jié)締組織異常增生,及早阻斷和逆轉(zhuǎn)肝纖維化是防治肝硬化的關(guān)鍵[1]。肝纖維化屬于中醫(yī)“脅痛”、“臌脹”、“積聚”等范疇,肝纖維化患者中,臨床以氣虛血瘀型最為多見。細(xì)胞自噬是指細(xì)胞在受到內(nèi)外環(huán)境刺激后,通過包裹自身受損蛋白質(zhì)、細(xì)胞器形成自噬小體后自我消化,以維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和應(yīng)對刺激因素的生化過程。而細(xì)胞自噬可誘導(dǎo)肝星狀細(xì)胞激活,促進(jìn)肝纖維化進(jìn)展[2]。有研究提示細(xì)胞自噬與氣虛血瘀相關(guān),氣虛則精微物質(zhì)不足,通過自噬消化胞內(nèi)多余或損傷的細(xì)胞(血瘀等實(shí)邪)代為補(bǔ)償[3]。LC3Ⅱ是自噬標(biāo)志蛋白,可抑制肝星狀細(xì)胞活化,進(jìn)而抑制肝纖維化[4]。而p62是一種寡聚蛋白質(zhì),通過與自噬標(biāo)志物L(fēng)C3Ⅱ結(jié)合,從而被選擇性自噬降解[5]。扶正化瘀膠囊可益精養(yǎng)肝、活血祛瘀,具有一定的抑制肝纖維化作用[6]。本研究旨在,明確細(xì)胞自噬基因LC3Ⅱ、p62與氣虛血瘀型肝纖維化的作用機(jī)制。
1.1 動 物 清潔級SD大鼠40只,雄性,體質(zhì)量(150±10)g,由浙江中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心[合格證號:SYXK(浙)2013-0184]提供,預(yù)養(yǎng) 7天后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段。飼養(yǎng)期間給與給予標(biāo)準(zhǔn)飼料及自由飲水,12h循環(huán)黑白燈光,恒定溫濕度。
1.2 藥品及試劑 四氯化碳(CCl4,由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn),批號20160621);橄欖油(由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn),批號20161111);扶正化瘀膠囊(由上海黃海制藥有限責(zé)任公司生產(chǎn),批號161103);LC3Ⅱ上游引物 5’-GATGTCCGACTTATTC GAGAGC-3’,下游引物 5’-TTGAGCTGTAAGCGCCT TCTA-3’;p62 上游引物 5’-ATCAGCTTCTGGTCCAT CGG-3’,下游引物 5’-GCTTCTTTTCCCTGTGCT-3’;β-actin 上游引物 5’-CCCATCTATGAGGGTTAC GC-3’,下游引物 5’-TTTAATGTCACGCACGATTTC-3’;(引物由上海桑尼生物科技有限公司設(shè)計合成);Anti-SQSTM1/p62 antibody:Abcam,批號ab56416;Anti-LC3B antibody:Sigma,批號 L7543;Anti-GAPDH antibody:聯(lián)科,批號 mab5465。
2.1 分 組 將40只SD大鼠按照隨機(jī)數(shù)字表法分為四組:正常組、肝纖維化組、氣虛血瘀肝纖維化組和扶正化瘀治療組,每組10只。
2.2 模型制備 肝纖維化模型制備:將CCl4與橄欖油按4:6比例配40%油劑。按0.3mL/100g劑量,對肝纖維化組、氣虛血瘀肝纖維化組、扶正化瘀治療組大鼠予以皮下注射,每周2次,連續(xù)6周。氣虛血瘀型肝纖維化模型制備:在肝纖維化模型制備的基礎(chǔ)上,氣虛血瘀肝纖維化組及扶正化瘀治療組大鼠自第4周始加用游泳疲勞試驗(yàn),將肝纖維化大鼠放入水溫10°C、四壁光滑的大水桶中,連續(xù)游泳,至疲勞后下沉為止,早晚2次,持續(xù)造模2周。本課題組前期對肝纖維化模型、氣虛血瘀肝纖維化模型的制備積累了豐富經(jīng)驗(yàn),并基于這兩個模型發(fā)表論文多篇[7-8]。
2.3 藥物干預(yù) 7周始,正常組、肝纖維化組、氣虛血瘀肝纖維化組大鼠予以生理鹽水2mL灌胃,1天1次,連續(xù)4周。扶正化瘀治療組大鼠用藥劑量按照實(shí)驗(yàn)動物研究“等效劑量”的計算方法,給予扶正化瘀膠囊,按0.5g/kg體質(zhì)量灌胃,藥物用生理鹽水按0.5g/mL濃度配比,1天1次,連續(xù)用藥4周。中藥干預(yù)過程中,觀察大鼠行精神狀況、活動情況、毛發(fā)、食欲及大便性狀等。
2.4 標(biāo)本采集和處理 10周末療程結(jié)束后處死全部大鼠,獲取肝組織標(biāo)本。取大鼠肝臟右葉,立即用10%中性磷酸緩沖液(Phosphate Buffer Solution,PBS)福爾馬林液中固定24h,按 1cm×1cm×0.2cm大小取材,標(biāo)記后流水沖洗30min,梯度酒精脫水,二甲苯透明后浸蠟,常規(guī)石蠟包埋,連續(xù)切片,予蘇木素-伊紅染色和苦味酸-天狼星紅染色。蘇木素-伊紅染色觀察肝組織炎癥、細(xì)胞變性和纖維化情況,苦味酸-天狼星紅染色顯示肝組織膠原纖維增生情況,兩者對照,判定肝組織纖維化程度,采用Ishak評分評價各組肝臟纖維化程度[8]。余組織液氮冷凍備份。
2.5 RT-PCR Trizol-離心柱法提取肝組織總RNA,測定RNA純度和含量,反轉(zhuǎn)錄、擴(kuò)增后對LC3II、p62 mRNA定量。mRNA相對表達(dá)量公式如下:mRNA 相對表達(dá)量=靶 mRNA/βactin。
2.6 Western blot根據(jù)樣本細(xì)胞量加入 100μL IP裂解液裂提取總蛋白,BCA法測定蛋白濃度,隨后聚丙烯酰胺凝膠電泳、轉(zhuǎn)膜、封閉、孵育一抗、洗膜、孵育二抗、洗膜,最后ECL化學(xué)發(fā)光顯影,分別檢測LC3II、p62、GAPDH 蛋白表達(dá)。Western blot采用 Image J軟件計算灰度值,公式如下:靶蛋白相對表達(dá)量=靶蛋白/GAPDH。
2.7 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS22.0統(tǒng)計軟件,數(shù)據(jù)資料以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(s) 表示,多組比較采用單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 大鼠體質(zhì)量及肝濕重情況 氣虛血瘀肝纖維化組大鼠體質(zhì)量及肝濕重最低(P<0.05),經(jīng)扶正化瘀治療后接近正常水平(P<0.05),見表1。
3.2 各組大鼠肝組織天狼星紅染色 正常組肝細(xì)胞排列整齊,無纖維增生;肝纖維化組:可見較為明顯的紅色膠原纖維,肝小葉結(jié)構(gòu)明顯破壞,可見部分假小葉;氣虛血瘀肝纖維化組可見明顯的紅色膠原纖維,橋接樣壞死,可見大面積假小葉;扶正化瘀治療組可見紅色膠原纖維有所減少,見插頁圖1。
3.3 各組大鼠肝纖維化Ishak評分比較 氣虛血瘀肝纖維化組炎癥評分、肝纖維化評分以及Ishak評分均高于肝纖維化組(P<0.05),經(jīng)扶正化瘀軟膠囊治療后,評分均有所降低(P<0.05),見表 2。
表1 各組大鼠體質(zhì)量及肝濕重情況(g
表1 各組大鼠體質(zhì)量及肝濕重情況(g
注:與正常組比較,*P<0.05;與肝纖維化組比較,△P<0.05;與氣虛血瘀肝纖維化組比較,▲P<0.05;正常組、肝纖維化組、氣虛血瘀肝纖維化組給予生理鹽水灌胃;扶正化瘀治療組給予0.5g/kg體質(zhì)量扶正化瘀膠囊混懸液灌胃
組別正常組肝纖維化組氣虛血瘀肝纖維化組扶正化瘀治療組鼠數(shù)10 10 10 10體質(zhì)量423.40±30.18 391.50±24.52*356.10±20.45*△375.80±24.36*▲肝濕重10.95±0.85 11.52±0.95 10.34±1.13△11.31±1.13▲
表2 各組大鼠肝纖維化Ishak評分比較(分
表2 各組大鼠肝纖維化Ishak評分比較(分
注:與正常組比較,*P<0.05;與肝纖維化組比較,△P<0.05;與氣虛血瘀肝纖維化組比較,▲P<0.05;正常組、肝纖維化組、氣虛血瘀肝纖維化組給予生理鹽水灌胃;扶正化瘀治療組給予0.5g/kg體質(zhì)量扶正化瘀膠囊混懸液灌胃
組別正常組肝纖維化組氣虛血瘀肝纖維化組扶正化瘀治療組鼠數(shù)10 10 10 10炎癥壞死評分0 11.80±1.80*14.20±1.70*△10.20±1.50*▲肝纖維化評分0 3.90±1.20*5.80±0.80*△2.70±0.90*▲
3.4 各組大鼠LC3Ⅱ、p62 mRNA表達(dá)水平比較LC3ⅡmRNA表達(dá)在氣虛血瘀肝纖維化組最高,經(jīng)扶正化瘀軟膠囊治療后顯著下降(P<0.05);而p62 mRNA在氣虛血瘀肝纖維化組最低,經(jīng)扶正化瘀軟膠囊治療后顯著升高(P<0.05),見表3。
表3 各組大鼠LC3Ⅱ、p62 mRNA表達(dá)水平比較(
表3 各組大鼠LC3Ⅱ、p62 mRNA表達(dá)水平比較(
注:與正常組比較,*P<0.05;與肝纖維化組比較,△P<0.05;與氣虛血瘀肝纖維化組比較,▲P<0.05;正常組、肝纖維化組、氣虛血瘀肝纖維化組給予生理鹽水灌胃;扶正化瘀治療組給予0.5g/kg體質(zhì)量扶正化瘀膠囊混懸液灌胃
組別正常組肝纖維化組氣虛血瘀肝纖維化組扶正化瘀治療組鼠數(shù)10 10 10 10 LC3Ⅱ1.10±0.03 1.23±0.01*1.44±0.01*△1.20±0.01*▲P62 1.20±0.06 1.10±0.01*0.95±0.05*△1.12±0.01*▲
3.5 各組大鼠LC3Ⅱ、p62蛋白表達(dá)水平比較 LC3Ⅱ 蛋白表達(dá)在氣虛血瘀肝纖維化組最高,經(jīng)扶正化瘀軟膠囊治療后顯著下降(P<0.05);p62蛋白在在氣虛血瘀肝纖維化組最低,經(jīng)扶正化瘀軟膠囊治療后顯著升高(P<0.05),見表 4、插頁圖 2。
研究表明,細(xì)胞自噬可造成脂滴降解為肝星狀細(xì)胞活化提供ATP,進(jìn)而肝星狀細(xì)胞持續(xù)活化促進(jìn)肝纖維化進(jìn)展[9]。LC3Ⅱ作為細(xì)胞自噬蛋白,可通過調(diào)控p62介導(dǎo)肝星狀細(xì)胞活化[10]。而細(xì)胞自噬的病理生理機(jī)制與中醫(yī)氣虛血瘀證相關(guān),并通過補(bǔ)氣活血方取得一定療效[11]。本研究結(jié)果顯示,氣虛血瘀組LC3Ⅱ表達(dá)最高,下游蛋白p62表達(dá)最低,提示氣虛血瘀細(xì)胞自噬水平升高。而通過扶正化瘀膠囊益氣扶元、活血化瘀,下調(diào)細(xì)胞自噬蛋白LC3Ⅱ,上調(diào)p62,可抑制細(xì)胞自噬水平。
表4 各組大鼠LC3Ⅱ、p62蛋白相對表達(dá)水平比較
表4 各組大鼠LC3Ⅱ、p62蛋白相對表達(dá)水平比較
注:與正常組比較,*P<0.05,**P<0.01;與肝纖維化組比較,△P<0.05;與氣虛血瘀肝纖維化組比較,▲P<0.05;正常組、肝纖維化組、氣虛血瘀肝纖維化組給予生理鹽水灌胃;扶正化瘀治療組給予0.5g/kg體質(zhì)量扶正化瘀膠囊混懸液灌胃
組別正常組肝纖維化組氣虛血瘀肝纖維化組扶正化瘀治療組鼠數(shù)10 10 10 10 LC3Ⅱ1.84±0.21 2.63±0.35*3.01±0.57**△2.04±0.30△▲P62 1.10±0.23 0.38±0.17**0.19±0.12**△0.67±0.32△▲
中醫(yī)認(rèn)為,細(xì)胞自噬多以陰陽、虛實(shí)為基礎(chǔ)[12-14]。黃貴華等[3]認(rèn)為,自噬是對機(jī)體正虛邪實(shí)作出的一種自我調(diào)節(jié)方式。自噬既是正氣虧虛下的自救方式,同時也是機(jī)體轉(zhuǎn)化、消除內(nèi)生實(shí)邪(如痰濁、瘀血等)的方式。劉杰民等[12]認(rèn)為,細(xì)胞自噬與機(jī)體臟腑功能失調(diào)下,內(nèi)生痰濁瘀血之實(shí)邪的自我清除以維持內(nèi)環(huán)境的陰陽平衡,以及中醫(yī)氣虛情況下通過“精化氣”,以維持機(jī)體生命活動的機(jī)制相一致。人體是一個有機(jī)的整體,《素問·生氣通天論》說,“陰平陽秘精神乃治”,正常狀態(tài)下細(xì)胞自噬處于基礎(chǔ)水平,陰長陽消、陰消陽長,使機(jī)體細(xì)胞處于穩(wěn)態(tài)。當(dāng)細(xì)胞自噬太過、自噬蛋白LC3Ⅱ蓄集則血瘀,而自噬底物p62消耗太過則氣虛。氣虛則推動無力,容易導(dǎo)致病理產(chǎn)物L(fēng)C3Ⅱ堆積,而病理產(chǎn)物的堆積又會使氣機(jī)不調(diào),加重氣虛。正如肝纖維化形成后細(xì)胞自噬反而呈活躍狀態(tài)。
綜上所述,本研究結(jié)果顯示,氣虛血瘀肝纖維化大鼠細(xì)胞自噬蛋白LC3Ⅱ表達(dá)增加,促使自噬底物p62表達(dá)減少。扶正化瘀膠囊干預(yù)可以抑制細(xì)胞自噬水平改善肝纖維化程度。
圖1 肝組織天狼星紅染色(×200)
圖2 WB條帶