董璐 ,劉皎皎 ,何瑾瑜 ,李瀚旻
作者單位:1 陜西省中醫(yī)醫(yī)院肝病科,陜西 西安 710003;2 湖北中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)臨床學(xué)院,湖北 武漢 430061
肝臟脂肪變性是一種世界范圍內(nèi)流行的慢性病,近年來已成為一種新的健康威脅。流行病學(xué)調(diào)查表明,肝臟脂肪變性是引起非酒精性脂肪肝發(fā)病的主要因素,多由于攝入高脂飲食或脂肪代謝紊亂導(dǎo)致脂肪在肝臟中異常積累所致。因此主要治療策略包括生活方式調(diào)整和改善脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)的藥物治療,然而,現(xiàn)有藥物存在較大的副作用,如體質(zhì)量增加或長(zhǎng)期使用導(dǎo)致死亡率增高等。因此,尋找新藥物對(duì)早期診斷和精確干預(yù)具有重要意義。近年來研究發(fā)現(xiàn)中藥肝豆湯可治療肝臟銅代謝異常結(jié)所致的 Wilson 病。然而目前肝豆湯對(duì)肝臟脂肪變性的相關(guān)研究報(bào)道較少,本研究自 2018年 3—12月以高脂攝入為誘導(dǎo)肝臟脂肪變性,并以東寶肝泰為陽(yáng)性對(duì)照,探究肝豆湯對(duì)高脂攝入引起的小鼠肝臟脂肪變性的影響及可能的作用機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
5~6周齡健康 C57BL∕6 小鼠 60 只,SPF 級(jí),雌雄各半,體質(zhì)量范圍為 18~20 g,濕度為(49±6)%,購(gòu)自上海邦耀生物公司,許可證號(hào):SCXK(滬)-2015-0002。所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均常規(guī)飼養(yǎng),在 12 h 光照 12 h 黑暗條件下自由飲水,飲食,適應(yīng) 1周后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1.2 主要試劑與儀器
東寶肝泰沖劑(批號(hào)H22024764,批次 20070608)購(gòu)于通化東寶藥業(yè)股份有限公司,高脂飼料(貨號(hào) D12492)協(xié)同生物有限公司,肝豆湯包括大黃、黃連、姜黃、澤瀉、金錢草、三七等 6 味藥材,購(gòu)于安徽合肥市同仁堂大藥房,丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)試劑盒(貨號(hào) MAK052)、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)試劑盒(貨號(hào) MAK055)購(gòu)于美國(guó) Sigma 公司,RIPA 裂解液(貨號(hào) R0020)購(gòu)于北京索萊寶生物科技有限公司,兔抗 LKB1 單克隆抗體(貨號(hào) 3050)、磷酸化兔抗 LKB1 單克隆抗體(貨號(hào)3055)、兔抗 AMP 活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)多克隆抗體(貨號(hào) 9158)、磷酸化兔抗 AMPK 多克隆抗體(貨號(hào))均購(gòu)于美國(guó) Cell Signaling Technology,兔抗尼曼匹克 C1 型類似蛋白(Niemann-Pick C1-Like 1,NPC1L1)單克隆抗體(貨號(hào) ab124801)、兔抗 3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶 A 還原 酶(3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-coenzyme A reductase,HMGCR)單克隆抗體 、兔抗乙酰輔酶羧化酶(Acetyl coenzyme A carboxylase,ACC)單克隆抗體(貨號(hào) ab68191)、兔抗固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白 1(Sterol regulatory element-binding protein,SREBP1)多 克隆抗體(貨號(hào) ab3259)均購(gòu)于美國(guó) abcam 公司。酶標(biāo)儀(型號(hào) TECAN spark)購(gòu)于上海帝肯貿(mào)易有限公司 ,蛋白電泳儀(型號(hào) 1659001)購(gòu)于美國(guó) Bio-Rad公司。1.3 模型建立與給藥
參考文獻(xiàn)[6]造模,具體步驟為:小鼠按隨機(jī)數(shù)字表法分為兩組,正常飲食組(10 只)和高脂飲食組(50 只),正常飲食組每日飼喂基礎(chǔ)飼料,高脂飲食組每日飼喂高脂飼料,小鼠自由攝食及飲水,喂養(yǎng) 8周后構(gòu)建高脂飲食模型小鼠。將 50 只高脂飲食模型小鼠,按隨機(jī)數(shù)字表法分組:模型組,東寶肝泰組,肝豆湯低、中、高劑量組,每組10 只,根據(jù)文獻(xiàn)[7]及預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行給藥:東寶肝泰組、肝豆湯低、中、高劑量組分別給東寶肝泰沖劑0.225 g∕kg、肝豆湯(22,44,66 g∕kg)各 2 mL·kg·d處理,同時(shí)正常飲食組和模型組各灌胃給予生理鹽水 2 mL·kg·d,每日 1 次,連續(xù)給藥 6周 后,禁食24 h 后用于后續(xù)實(shí)驗(yàn),給藥期間正常組小鼠飼喂基礎(chǔ)飼料,其余各組飼養(yǎng)高脂飼料養(yǎng)。1.4 組織樣品采集
對(duì)“1.3”中各組小鼠頸椎脫臼法處死后立即眼球取血并置于離心管中,4 ℃冷凝過夜后,取上清于 4 ℃,12 000 r∕min 離心 15 min,取血清置于-20 ℃保存?zhèn)溆?。取出各組小鼠肝臟,用預(yù)冷的生理鹽水沖洗至無(wú)血絲,濾紙擦干,一部分用 4% 多聚甲醛固定 ,另一部分置于- 80 ℃ 保 存?zhèn)溆谩?p>1.5 肝組織形態(tài)學(xué)分析取“1.4”中 4% 多聚甲醛固定的肝臟組織,在肝左葉中部橫切面取材,脫水后石蠟包埋,用切片機(jī)制成厚度 5 μm 的切片,并進(jìn)行 HE 染色,顯微鏡觀察染色結(jié)果。取出保存在-80 ℃的肝臟組織,制成厚度 5 μm 的冰凍切片,采用油紅 O 染色,鏡下觀察。1.6 肝臟組織中總膽固醇、三酰甘油含量測(cè)定
取“1.4”中肝臟組織 200 mg,加入氯仿∶甲醇(2∶1)萃取液 2 mL,勻漿器研磨制備勻漿,4 ℃,12 000 r∕min 離心 10 min。取上清液,按照試劑盒說明書對(duì)各組小鼠肝臟組織中總膽固醇、三酰甘油含量測(cè)定。1.7 各組小鼠血清中 AST、ALT 活性測(cè)定
取出“1.4”中保存的血清,按照 AST、ALT 檢測(cè)試劑盒說明書,對(duì)各組小鼠血清中 AST、ALT 含量檢測(cè)。1.8 蛋白質(zhì)印跡法(Western blotting)各組小鼠肝臟組 織中 HMGCR、NPC1L1、SREBP-1、p-LKB1、LKB1、p-AMPK、AMPK、ACC、p-ACC 蛋白相對(duì)表達(dá)
取“1.4”中凍存的每組小鼠的肝臟組織,加入含 PMSF 的 RIPA 裂解液,在勻漿器中破碎,離心,提取蛋白,二喹啉甲酸(bicinchoninic acid,BCA)法測(cè)定蛋白的濃度,按照 4∶1 在蛋白中加 5×SDS-PAGE蛋白上樣緩沖液,沸水浴加熱 3~5 min,放于-20 ℃保存。嚴(yán)格按照十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)配方表制 備 8%、10% 分離膠和 5%濃縮膠,上樣量 30 μg,上樣后進(jìn)行蛋白凝膠電泳,根據(jù)蛋白 marker 切膠 ,轉(zhuǎn)膜 ,加入抗體 HMGCR、NPC1L1、SREBP-1、p-LKB1、LKB1、p-AMPK、AMPK、ACC、p-ACC(均 1∶500 稀釋)孵育,放置 4 ℃過夜,等滲緩沖鹽溶液(TBST)清洗,加入辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的二抗孵育 1 h,TBST 清洗后,采用 ECL發(fā)光液對(duì)條帶孵育后,曝光、顯影,Image J 對(duì)條帶灰度值分析。2.1 小鼠肝臟組織形態(tài)學(xué)變化
與正常組小鼠肝組織相比,模型組出現(xiàn)脂肪變性,肝細(xì)胞腫大,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有大量脂肪滴空泡,且橘紅色的脂肪滴增多,紅染區(qū)域顏色較深;與模型組相比,肝豆湯低、中、高劑量組小鼠肝細(xì)胞腫大依次減輕,細(xì)胞質(zhì)中脂肪滴空泡依次減少,且橘紅色的脂肪滴數(shù)量依次減少,東寶肝泰組小鼠肝細(xì)胞腫大減輕,細(xì)胞質(zhì)中脂肪滴空泡減少,且橘紅色的脂肪滴數(shù)量減少,其中肝豆湯中劑量組與東寶肝泰組比較,無(wú)明顯變化。見圖1,2。圖1 各組小鼠肝臟組織顯微鏡圖片(HE染色×200):A為正常組;B為模型組;C為東寶肝泰組;D為肝豆湯低劑量組;E為肝豆湯中劑量組;F為肝豆湯高劑量組 圖2 各組小鼠肝臟組織顯微鏡圖片(油紅O染色×200):A為正常組;B為模型組;C為東寶肝泰組;D為肝豆湯低劑量組;E為肝豆湯中劑量組;F為肝豆湯高劑量組
2.2 肝豆湯對(duì)高脂攝入小鼠血清肝功能指標(biāo) AST,ALT 的活性影響
與正常組相比,模型組小鼠血清中 AST、ALT 的 活性均升高(P
<0.05);與模 型組 相比,肝豆湯低、中、高劑量組小鼠血清中 AST、ALT 的活性依次降低(P
<0.05),東寶肝泰組小鼠血清中AST、ALT 的活性均降低(P
<0.05),其中肝豆湯中劑量組與東寶肝泰組組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P
>0.05)。見表1。表1 各組小鼠血清肝功能指標(biāo)天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)的活性的比較
2.3 肝豆湯對(duì)高脂攝入小鼠肝組織總膽固醇、三酰甘油含量的影響
與正常組相比,模型組小鼠肝組織中總膽固醇、三酰甘油含量均升高(P
<0.05);與模型組相比,肝豆湯低、中、高劑量組小鼠肝組織中總膽固醇、三酰甘油含量依次降低(P
<0.05),東寶肝泰組小鼠肝組織中總膽固醇、三酰甘油含量均降低(P
<0.05),其中肝豆湯中劑量組與東寶肝泰組組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P
>0.05)。見表2。2.4 肝豆湯對(duì)高脂攝入小鼠肝臟組織中總膽固醇和三酰甘油合成相關(guān)蛋白的影響
與正常組相比,模型組小鼠肝組織中 HMGCR、NPC1L1、SREBP-1 蛋白相對(duì)表達(dá)量均升高(P
<0.05);與模型組相比,肝豆湯低 、中 、高劑量組小鼠肝組織中 HMGCR、NPC1L1、SREBP-1 蛋白相對(duì)表達(dá)量依次降低(P
<0.05),東寶肝泰組小鼠肝組織中 HMGCR、NPC1L1、SREBP-1 蛋白相對(duì)表達(dá)量均降低(P
<0.05),其中肝豆湯中劑量組與東寶肝泰組組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P
>0.05)。見表3。表2 各組小鼠肝組織中總膽固醇、三酰甘油含量的比較∕(mmol∕L,)
表3 各組小鼠肝組織中 HMGCR、NPC1L1、SREBP-1相對(duì)表達(dá)量比較∕
2.5 肝豆湯對(duì)各組小鼠肝臟 LKB1/AMPK 通路相關(guān)蛋白表達(dá)的影響
與正常組相比,模型組小鼠肝組織中 p-AMPK、p-LKB1、p-ACC 蛋白相對(duì)表達(dá)量均降低(P
<0.05);與模型組相比,肝豆湯低、中、高劑量組小鼠肝組織中 p-ACC、p-AMPK、p-LKB1 蛋白相對(duì)表達(dá)量依次升高(P
<0.05),東 寶肝泰組小鼠肝組織中 p-ACC、p-AMPK、p-LKB1 蛋白相對(duì)表達(dá)量均升高(P
<0.05),其中肝豆湯中 劑 量 組與東寶肝泰組組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P
>0.05)。見表4。隨著社會(huì)發(fā)展 ,人們生活水平日益提高 ,由于高脂膳食攝入誘導(dǎo)的機(jī)體肥胖及代謝紊亂等相關(guān)疾病日益增多。已有研究報(bào)道高脂膳食可導(dǎo)致肝脂肪變性,且通過高脂飼料造模費(fèi)用低,時(shí)間相對(duì)短,期間小鼠不易發(fā)生死亡,因此本實(shí)驗(yàn)以高脂飼料飼喂小鼠,結(jié)果發(fā)現(xiàn),與正常組相比,模型組小鼠肝組織出現(xiàn)脂肪變性,肝細(xì)胞腫大,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有大量脂肪滴空泡,且橘紅色的脂肪滴增多,紅染區(qū)域顏色較深,提示高脂攝入可引起小鼠肝臟脂肪變性,脂肪空泡增多。
表4 各組小鼠肝組織中 p-AMPK、p-LKB1、p-ACC相對(duì)表達(dá)量比較∕
研究發(fā)現(xiàn)中藥具有多層次、多靶點(diǎn)、不良反應(yīng)少等特點(diǎn),在防治肝臟疾病中應(yīng)用越來越廣泛。耿昊等在對(duì)肝豆?fàn)詈俗冃匝芯堪l(fā)現(xiàn),肝豆湯可促進(jìn)損傷區(qū)的肝組織代償性自愈,促進(jìn)銅的排出從而減輕高銅所致肝臟組織損傷。本研究發(fā)現(xiàn),與模型組相比,肝豆湯低、中、高劑量組小鼠肝細(xì)胞腫大依次減輕,脂肪滴空泡依次減少,提示肝豆湯可劑量依賴地減少高脂飲食小鼠肝組織中脂肪脂滴數(shù)量,減少脂肪積累,且中劑量肝豆湯組與東寶肝泰藥效一致。肝臟中含有多種酶類,肝臟損傷可引起血清中多種酶活性發(fā)生改變,其中 AST、ALT 是臨床常用肝功能評(píng)價(jià)指標(biāo)。 此外肝臟脂肪積累與肝臟中總膽固醇、三酰甘油含量相關(guān)??偰懝檀肌⑷8视团c低密度脂蛋白結(jié)合后,可被排出肝細(xì)胞,當(dāng)該過程發(fā)生障礙時(shí),大量總膽固醇、三酰甘油在肝臟中堆積,引起肝臟脂肪變性。本研究發(fā)現(xiàn),與正常組相比,模型組小鼠血清中 AST、ALT 的活性及肝組織中總膽固醇、三酰甘油含量均升高,與模型組相比,肝豆湯低、中、高劑量組小鼠血清中 AST、ALT 的活性及肝組織中總膽固醇、三酰甘油的含量依次降低,且中劑量肝豆湯與東寶肝泰組效果接近,肝豆湯高劑量效果最優(yōu),提示肝豆湯可降低高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠肝組織中總膽固醇、三酰甘油含量,減輕肝功能損傷。
研究發(fā)現(xiàn)調(diào)控核轉(zhuǎn)錄的激活因子 SREBP 可直接激活總膽固醇、三酰甘油合成相關(guān)基因及調(diào)節(jié)還原型輔酶Ⅱ(NADPH)表達(dá)。SREBP-1 可調(diào)節(jié)總膽固醇合成途徑中限速酶 HMGCR 基因表達(dá),調(diào)控總膽固醇合成,進(jìn)而調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)代謝平衡,同時(shí) SREBP-1 與總膽固醇、三酰甘油合成相關(guān)基因表達(dá)密切相關(guān)。此外 NPC1L1 作為一種固醇轉(zhuǎn)運(yùn)體,位于腸上皮細(xì)胞的頂端膜和肝 細(xì)胞的小管膜上 ,可介導(dǎo)腸道總膽固醇吸收和肝總膽固醇排泄。研究發(fā)現(xiàn),NPC1L1 缺乏可降低肝組組中總膽固醇含量,還可預(yù)防飲食誘導(dǎo)的肝脂肪變性和肥胖。本研究發(fā)現(xiàn),與正常組相比,模型組小鼠肝組織中 HMGCR、NPC1L1、SREBP-1 蛋白相對(duì)表達(dá)量均升高;與模型組相比,肝豆湯低、中、高劑量組小鼠肝組織中 HMGCR、NPC1L1、SREBP-1 蛋白相對(duì)表達(dá)量依次降低,其中肝豆湯中劑量組小鼠肝組織中HMGCR、NPC1L1、SREBP-1 蛋白相對(duì)表達(dá)量與東寶肝泰組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示肝豆湯可能通過下調(diào) HMGCR、NPC1L1、SREBP-1 蛋白表達(dá),調(diào)節(jié)高脂飲食小鼠肝組織中總膽固醇、三酰甘油合成代謝,影響脂肪合成,以高劑量肝豆湯效果最顯著。
近年 LKB1-AMPK 信號(hào)途徑在脂代謝過程中作用成為研究熱點(diǎn),LKB1 作為 AMPK 的上游激酶,其磷酸化可激活 AMPK,活化的 AMPK 可通過進(jìn)一步催化 ACC 磷酸化,進(jìn)而抑制三酰甘油、總膽固醇合成,調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝平衡;另外活化的 AMPK 還可促使HMGR 磷酸化,進(jìn)而抑制總膽固醇合成,同時(shí)促進(jìn)三酰甘油、總膽固醇水解。研究報(bào)道印度東北部發(fā)酵大豆提取物可通過調(diào)節(jié) AMPK∕sREBP∕PPARα信號(hào)通路,減輕肝脂肪變性,此外還有報(bào)道厚樸酚可通過激活 AMPK,抑制 SREBP-1 c 和成脂基因表達(dá),從而減輕肝臟脂肪堆積和肝細(xì)胞損傷。本研究發(fā)現(xiàn) ,與正常組相比,模型組小鼠肝組織中 p-AMPK、p-LKB1、p-ACC 蛋白相對(duì)表達(dá)量均降低;與模型組相比,肝豆湯低、中、高劑量組小鼠肝組織中p-ACC、p-AMPK、p-LKB1 蛋白相對(duì)表達(dá)量依次升高,提示肝豆湯可能通過激活 LKB1-AMPK 信號(hào)途徑,下調(diào) HMGCR、NPC1L1、SREBP-1 蛋白表達(dá),進(jìn)而減輕肝臟脂肪變性。
綜上所述,肝豆湯可減輕高脂攝入引起的小鼠肝臟脂肪變性、保護(hù)肝功能,可能通過激活 LKB1-AMPK 信號(hào)途徑 ,下調(diào) HMGCR、NPC1L1、SREBP-1蛋白表達(dá),降低肝臟總膽固醇、三酰甘油含量實(shí)現(xiàn)。而本研究還存在一定局限性,肝豆湯改善高脂攝入所致肝臟脂肪變性的具體機(jī)制尚需進(jìn)一步深入探究。