肖黃滿,尚海濤,張靜宇,郝成飛,劉軍艦,陳帥,張景虹,李忠廉△
梗阻性黃疸(obstructive jaundice,OJ)是由多種原因(如結(jié)石、腫瘤等)引起的膽管阻塞,出現(xiàn)皮膚、鞏膜進行性黃染伴小便發(fā)黃,可導(dǎo)致肝臟以及全身各系統(tǒng)一系列病理改變[1]。OJ可誘發(fā)膽汁淤積性肝損害,炎性細胞因子和游離氧自由基釋放,加劇肝損傷[2]。c-Jun氨基末端激酶(JNK)是絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)超家族的關(guān)鍵成員。研究表明,JNK信號蛋白與細胞凋亡過程密切相關(guān)[3]。Bcl-2是Bcl-2蛋白家族成員,可在凋亡的線粒體途徑中發(fā)揮重要作用。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum stress,ERS)常在細胞凋亡時發(fā)生,其影響下游包括C/EBP同源蛋白(CHOP)、細胞凋亡信號調(diào)節(jié)激酶1(ASK1)、JNK和Bcl-2等蛋白的表達,參與調(diào)控細胞凋亡。加味大柴胡湯(MMDB)是在經(jīng)典方劑大柴胡湯(柴胡、黃芩、大黃、枳實、白芍、半夏、生姜)的基礎(chǔ)上加入茵陳、金錢草而成,已被證實能減輕OJ 大鼠中內(nèi)毒素所造成的肝損傷,下調(diào)瞬時受體電位通道(TRPC1)蛋白的表達,減輕鈣超載[4]。但加味大柴胡湯對肝細胞凋亡中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激機制是否有影響,特別是與JNK、Bcl-2信號蛋白的關(guān)系尚不明確。本研究通過加味大柴胡湯對OJ大鼠的干預(yù),觀察大鼠肝功能及JNK、Bcl-2 信號蛋白的變化,進一步探討加味大柴胡湯對OJ 大鼠的影響,以期為OJ 肝損傷圍手術(shù)期的治療提供新途徑。
1.1 實驗材料 健康SPF級雄性SD大鼠90只,體質(zhì)量220~260 g,購于解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生學(xué)環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所,飼養(yǎng)于干燥、通風(fēng)環(huán)境下,自由進食、飲水。中藥飲片購于天津市南開醫(yī)院中藥房,具體如下:柴胡15 g、黃芩10 g、大黃8 g、枳實10 g、白芍10 g、半夏10 g、生姜10 g、大棗10 g、茵陳25 g、金錢草15 g,每日1 劑,水煎 100 mL,所得 MMDB 含生藥量1 g/mL。丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)和血清總膽紅素(TBIL)試劑盒購自國藥生物化學(xué)研究所;兔源JNK、Bcl-2和β-actin一抗購于天津博誠科技公司;辣根過氧化酶(HRP)標(biāo)記的羊抗兔IgG 二抗購于美國Sigma 公司;其余常規(guī)試劑為國產(chǎn)分析純級別。TG16KR型低溫離心機購于長沙東旺實驗儀器有限公司;倒置相差顯微鏡購于日本Olympus 公司;JS-680D 型電泳、電轉(zhuǎn)、成像系統(tǒng)購于南京創(chuàng)睿儀器公司;VeritiFAST 型熒光定量PCR儀購于美國Thermo Fisher Scientific公司。
1.2 方法
1.2.1 實驗動物模型建立及分組 將90 只健康成年SPF 級雄性大鼠編號,按照隨機數(shù)字表法分為假手術(shù)組(S 組)、OJ組(O組)和干預(yù)組(M組),每組30只。O組和M組均采用膽總管雙重結(jié)扎及離斷建立大鼠OJ 模型,實驗大鼠術(shù)前12 h禁食水,采取異氟烷吸入麻醉,經(jīng)腹正中沿劍突下切口進腹,牽拉十二指腸分離出膽總管,雙重結(jié)扎后離斷。S 組僅從相同部位入腹探查,游離膽總管并不予以結(jié)扎。S 組和O 組每日定時給予生理鹽水(10 μL/g)灌胃,M組在上述相同時間點給予加味大柴胡湯(10 μL/g)每日1次連續(xù)灌胃。于術(shù)后3 d、7 d、10 d,每組每次分別隨機取10只大鼠,采取異氟烷吸入麻醉,沿腹部正中進入腹腔,使用5 mL 注射器抽取腹主動脈血,離心后備用;充分顯露肝臟,剪開鐮狀韌帶至下腔靜脈前方,擠出大鼠肝臟。根據(jù)自然肝裂,取部分右肝下葉組織置于EP管中備用。
1.2.2 血清學(xué)分析 從大鼠腹主動脈血收集血液標(biāo)本靜置30 min 后3 000 r/min 離心10 min,用相應(yīng)試劑盒檢測AST、ALT、TBIL水平。
1.2.3 實時熒光定量PCR(qPCR)檢測肝組織中JNK、Bcl-2mRNA水平 以TRIzol一步法提取各組大鼠肝臟組織中的總RNA,除雜質(zhì)后反轉(zhuǎn)錄為 cDNA,37 ℃ 50 min,85 ℃ 6 min,4 ℃ 6 min,-20 ℃保存。qPCR反應(yīng)體系為:SYBR Green Mix 10 μL,上游及下游引物各1 μL,ROXⅡ校準(zhǔn)液0.4 μL,ddH2O 6.6 μL,cDNA 模板 1 μL,總體積為 20 μL。qPCR 條件為:95 ℃預(yù)變性10 min;95 ℃變性 15 s,60 ℃退火35 s,72 ℃延伸30 s,共50個循環(huán)。每組設(shè)置3個復(fù)孔。本實驗重復(fù)3次,以2-ΔΔCt法計算各目的基因的表達量,擴展引物序列見表1。
Tab.1 Primer sequence of real time PCR表1 實時定量PCR引物序列
1.2.4 免疫印跡法(Western blot)檢測肝組織中JNK、Bcl-2蛋白的表達 液氮研磨-80 ℃下保存的肝組織50 mg,加入1 mL RIPA裂解液(含蛋白酶抑制劑),置于冰上裂解25 min,13 000 r/min離心30 min,吸上清液,測定樣品蛋白濃度,加入SDS-loading buffer,100 ℃金屬浴10 min,每孔上樣20 μg,進行電泳分析,轉(zhuǎn)膜,封閉,加入JNK(1∶800)、Bcl-2(1∶2 000)和β-actin(1∶10 000)一抗4 ℃孵育過夜;TBST 洗膜,加入HRP標(biāo)記的羊抗兔IgG二抗(1∶8 000)孵育1 h,洗膜,顯色液孵育2 min,成像儀上進行信號檢測,分析條帶。數(shù)碼凝膠圖像分析系統(tǒng)檢測蛋白陽性表達情況,計算比較各組蛋白表達量。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 使用GraphPad Prism 5 軟件進行統(tǒng)計分析,計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,多組間比較采用單因素方差分析,組間多重比較采用LSD-t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 各組大鼠一般情況 S組大鼠術(shù)后第2天大致恢復(fù)自主活動及飲食,反應(yīng)迅捷,耳朵、皮膚、尿液顏色正常;術(shù)后第3天解剖,可見大鼠腹腔手術(shù)區(qū)域輕度粘連,肝臟質(zhì)地軟,表面光滑;與術(shù)后7 d、10 d 解剖情況相比,未見明顯差異。O組大鼠術(shù)后第2天出現(xiàn)尾尖及耳緣黃染,精神狀態(tài)恢復(fù)較S組慢,活動能力差;可見大鼠尿液顏色變黃,食量及活動差;術(shù)后第3 天解剖大鼠見腹腔粘連較重,肝臟黃染明顯伴輕度腫大,結(jié)扎處近上部可見膽總管呈半透明囊狀擴張。M組大鼠術(shù)后第3天出現(xiàn)尾尖及耳緣輕度黃染,精神狀態(tài)恢復(fù)較慢,尿液顏色加深,食量及活動稍差;術(shù)后第3天解剖大鼠見腹腔粘連,肝臟黃染明顯伴輕度腫大,被膜緊張,膽總管擴張,與術(shù)后7 d、10 d解剖情況相比,上述現(xiàn)象加重。
2.2 各組大鼠血清AST、ALT、TBIL 水平比較 與S組同期比較,O 組及 M 組大鼠血清 AST、ALT、TBIL水平均升高(P<0.05);與O 組同期比較,M 組AST、ALT、TBIL水平均降低(P<0.05),見表2。
Tab.2 Serum AST,ALT and TBIL contents in three groups of rats表2 各組大鼠血清AST、ALT、TBIL水平 (n=10,)
Tab.2 Serum AST,ALT and TBIL contents in three groups of rats表2 各組大鼠血清AST、ALT、TBIL水平 (n=10,)
**P<0.01;a與S組比較,b與O組比較,P<0.05
組別S組O組M組F AST(U/L)3 d 64.33±2.47 156.50±8.66a 118.64±10.50ab 333.823**7 d 66.55±2.93 229.54±11.67a 163.13±13.63ab 609.740**10 d 67.43±2.97 317.47±13.28a 208.32±12.28ab 1 405.108**組別S組O組M組F ALT(U/L)3 d 30.64±2.92 95.87±6.38a 57.81±6.55ab 354.193**7 d 32.37±3.48 153.51±6.49a 84.92±8.68ab 922.538**10 d 33.66±2.84 237.52±8.89a 157.16±10.38ab 1 572.942**組別S組O組M組F TBIL(μmol/L)3 d 10.57±1.41 48.73±3.31a 29.56±3.66ab 421.508**7 d 11.27±1.38 78.51±4.48a 44.45±3.34ab 967.427**10 d 12.88±1.57 97.71±5.01a 62.54±2.98ab 1 508.621**
2.3 各組肝組織中JNK、Bcl-2mRNA 水平比較 O組、M組JNKmRNA水平均高于同期S組(P<0.05);M組JNKmRNA水平在同期均低于O組(P<0.05);O組、M組Bcl-2mRNA水平均低于S組(P<0.05);M組Bcl-2mRNA水平在同期均高于O組(P<0.05),見圖1。
2.4 各組肝組織中JNK、Bcl-2 蛋白的表達水平比較 O 組、M 組JNK 蛋白表達水平在各時間點均高于S 組(P<0.05);M 組JNK 蛋白表達水平在各時間點均低于O 組(P<0.05);O 組、M 組Bcl-2 蛋白表達水平在各時間點均低于S 組(P<0.05);M 組Bcl-2蛋白表達水平在各時間點均高于O 組(P<0.05),見圖2、3。
Fig.1 The mRNA expressions of JNK and Bcl-2 in liver tissue of rats in each group圖1 各組大鼠肝組織JNK、Bcl-2 mRNA表達水平
Fig.2 The protein expressions of JNK and Bcl-2 in liver tissue of rats in each group圖2 各組大鼠肝組織JNK、Bcl-2蛋白表達水平
Fig.3 The expression levels of JNK and Bcl-2 in each group圖3 各組大鼠肝組織JNK、Bcl-2蛋白表達水平
大柴胡湯是臨床上常用方劑之一,由柴胡、黃芩、大黃、枳實、白芍、半夏、生姜、大棗八味藥組成。在大柴胡湯中加味茵陳及金錢草,增加了利濕退黃的功效,既可疏利肝膽之氣滯,又可蕩滌腸胃之實熱[5]。黃疸病名首見于《黃帝內(nèi)經(jīng)》:“面色微黃,齒垢黃,爪甲上黃,黃疸也”[6]。其病因病機為:飲食無節(jié)或過量飲酒,或嗜食肥甘厚味,脾胃受損,脾健運功能減弱,化生無力,輸布水谷精微失調(diào),濕濁而生,氣機受阻,郁而化熱,薰蒸肝膽,膽汁外溢乃發(fā)黃疸。OJ 是造成肝功能損害的主要原因,因膽道阻塞,膽汁流出受阻,膽汁聚集肝內(nèi),引起肝細胞損傷和凋亡。AST、ALT、TBIL 等是較為敏感的肝細胞損傷指標(biāo)[7]。謝毅等[8]證實,精氨酸聯(lián)合加味大柴胡湯可能通過下調(diào)Toll樣受體4來降低內(nèi)毒素水平,從而減輕急性膽管炎大鼠的肝臟損害。陳念平等[9]發(fā)現(xiàn)大黃素能降低阻塞性黃疸時的腸道細菌移位率,對肝功能有明顯保護作用,可有效減輕OJ 時的肝纖維化。本研究結(jié)果顯示,O 組血清AST、ALT、TBIL 升高,在加味大柴胡湯干預(yù)后,上述指標(biāo)降低,表明加味大柴胡湯能改善模型大鼠的肝功能,減輕肝損傷。
為了探究ERS在OJ中的相關(guān)機制,本研究觀察了 MMDB 在 OJ 模型大鼠體內(nèi)對 JNK、Bcl-2 表達的影響。JNK是MAPK家族中的重要成員,在細胞ERS調(diào)節(jié)過程中起重要作用。JNK 被磷酸化激活后,能通過轉(zhuǎn)錄依賴或轉(zhuǎn)錄非依賴機制調(diào)控下游靶基因的表達或靶蛋白的活性而介導(dǎo)細胞凋亡[10]。JNK激活后可從胞質(zhì)中轉(zhuǎn)位入核,通過磷酸化激活c-JUN、c-FOS 等轉(zhuǎn)錄因子而調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)靶基因的轉(zhuǎn)錄表達[11]。林銘斯[12]研究表明,加味茵芍散可通過影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激-胰島素抵抗中的肌醇依賴酶1α(IRE1α)/JNK 信 號 通 路 抑 制 IRE1α 的 mRNA 及JNK1蛋白磷酸化表達水平,減輕非酒精性脂肪肝的病理變化程度。王茜等[13]發(fā)現(xiàn),解毒護肝方對藥物性肝損傷大鼠有明顯的保護作用,其機制可能與調(diào)控Toll 樣受體3/TNF-α/JNK2 信號通路有關(guān)。本研究顯示,在術(shù)后3、7、10 d時OJ模型大鼠肝組織JNK的mRNA 及蛋白表達水平增強,加味大柴胡湯干預(yù)組在相同時間點,JNK表達減弱,表明黃疸模型組肝損傷凋亡明顯,加味大柴胡湯干預(yù)后可以減輕肝細胞的凋亡,這可能是通過抑制JNK的合成,減輕肝細胞的氧化應(yīng)激反應(yīng),從而緩解肝損傷凋亡。
Bcl-2 通常位于線粒體外膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,其在ERS過程中表現(xiàn)出抑制細胞凋亡的作用[14]。JNK的凋亡誘導(dǎo)底物包括Bcl-2和Bim,它們分別可被JNK磷酸化抑制和激活[15-16]。目前,許多研究集中于Bcl-2 在調(diào)節(jié)T 細胞中三磷酸肌醇受體(IP3R)介導(dǎo)的Ca2+信號中的作用,因為TRPC1激活后IP3R 介導(dǎo)的Ca2+信號在免疫系統(tǒng)中具有非常重要的生理意義[17-18]。張貝貝等[19]發(fā)現(xiàn),鐵皮石斛多糖可通過抑制高糖誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細胞Bax的表達,增強Bcl-2的表達,從而抑制血管內(nèi)皮細胞凋亡,在一定程度上可防治糖尿病血管病變。涂玥等[20]通過研究大黃附子湯,證實其可調(diào)節(jié)腎組織JNK/Bcl-2 信號通路,減少腎小管上皮細胞凋亡,改善腎間質(zhì)纖維化,最終延緩尿酸性腎病進展。與上述結(jié)果相似,本研究顯示,與假手術(shù)組相比,OJ 模型大鼠肝細胞中Bcl-2 的mRNA及蛋白表達水平降低,加味大柴胡湯干預(yù)后,Bcl-2蛋白水平較相同時間點模型大鼠高,表明O組大鼠肝組織發(fā)生損傷凋亡時,Bcl-2 表達下調(diào),而加味大柴胡湯的干預(yù)又使Bcl-2 表達增加。因此,筆者考慮加味大柴胡湯可能通過調(diào)節(jié)JNK/Bcl-2 信號通路來減少肝細胞凋亡。
綜上所述,本研究雙重結(jié)扎大鼠膽總管成功建立OJ 大鼠肝損傷模型,血清AST、ALT、TBIL 水平及JNK、Bcl-2 表達水平發(fā)生變化,產(chǎn)生了ERS,加快細胞凋亡。加味大柴胡湯干預(yù)后能一定程度上改善大鼠肝功能,同時下調(diào)JNK 表達,提高Bcl-2 表達,這可能與調(diào)節(jié)JNK/Bcl-2 信號通路有關(guān)。加味大柴胡湯可通過減輕肝細胞的ERS,減少肝細胞凋亡,進而對肝臟起保護作用,但其是否通過其他氧化應(yīng)激反應(yīng)或途徑對肝細胞起到保護作用,尚待進一步研究。