常樂樂,王思源,竇樂,賈蒙,王騰飛,胥冰
(陜西中醫(yī)藥大學(xué)1.臨床醫(yī)學(xué)系,2.醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院,陜西 咸陽712000)
近年來,藥物性肝損傷(drug-induced liver injury,DILI)是臨床上較為常見的急性肝衰竭的主要病因,其危害僅次于病毒性肝炎、脂肪肝。據(jù)WHO 近期統(tǒng)計,每年發(fā)生率約20/10 萬人,病死率已經(jīng)躍居世界第五。然而,目前DILI 的預(yù)測及診斷相對困難,缺乏效果好的治療方法[1]。對乙酰氨基苯酚(Acetaminophen,APAP)是目前臨床上常用的解熱鎮(zhèn)痛類藥物,長時間大劑量服用APAP 可致DILI[2]??鄥A(KSJ)是提取于豆科植物苦參的干燥根、植株、果實的一種生物堿,具有多種重要的藥理作用,如抗炎、抗纖維化、抗腫瘤、抗病毒等[3]。目前,KSJ 已被廣泛應(yīng)用于多種肝臟疾病和惡性腫瘤的治療中[4],其對APAP 所致肝損傷的保肝效果尚未見報道,因此本實驗以APAP 誘導(dǎo)的小鼠急性藥物性肝損傷為模型,研究KSJ 對急性DILI的保護作用及機制,為臨床預(yù)防和治療DILI 提供一定的參考價值。
40 只健康成年C57BL/6 小鼠,雄性,體重(20±2)g,購自西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部實驗動物中心,動物許可證編號:SCXK(陜)2017-003。飼養(yǎng)室溫度(24±1)℃,濕度40%~80%。實驗開始前,動物需飼養(yǎng)1 周左右以適應(yīng)環(huán)境。
注射用KSJ(山東瑞陽制藥股份有限公司,批號:H20040171);對乙酰氨基苯酚(上海麥克林生化科技有限公司,批號:M00118008);10%葡萄糖注射液(濟寧辰欣藥業(yè)股份有限公司,批號:1306251360);天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)試劑盒(批號:20180612)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)試劑盒(批號:20180602)、超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒(批號:20180608)及丙二醛(MDA)試劑盒(批號:20180603)購自南京建成生物研究所;小鼠血清腫瘤壞死因子-α(TNF-α)ELISA 試劑盒、白細胞介素-6(IL-6)ELISA 試劑盒購自研域(上海)生物科技有限公司。
DQP-9010 型石蠟冷凍切片機(上海華巖儀器設(shè)備有限公司),精密電子天平(上海舜宇恒平有限責任公司),高速冷凍離心機(無錫昊特斯科技有限公司),全自動酶標儀[華泰和合(北京)商貿(mào)有限公司]。
小鼠適應(yīng)環(huán)境1 周后,隨機取40 只健康成年C57BL/6 小鼠分為空白對照組、APAP 組、KSJ 大劑量組、KSJ 中劑量組和KSJ 小劑量組,每組8 只。KSJ 小、中、大劑量組小鼠參考相關(guān)文獻[5]分別尾靜脈注射KSJ 0.7 mg/(kg·d)、1.4 mg/(kg·d)、2.8 mg/(kg·d),給藥10 ml/kg,連續(xù)注射7 d,KSJ 用10%葡萄糖溶液配制??瞻讓φ战M、APAP 組小鼠注射等劑量溶媒(10%葡萄糖溶液10 ml/kg)7 d。末次給藥后1 h,除空白對照組外其他各組小鼠一次性腹腔注射APAP 400 mg/kg,復(fù)制APAP 小鼠急性藥物性肝損傷模型[6]??瞻讓φ战M小鼠則一次性腹腔注射等量生理鹽水。禁食不禁水24 h。
1.5.1 小鼠血清AST、ALT 活力檢測對乙酰氨基酚處理24 h 后,小鼠摘除眼球取血,37℃靜置1 h,于離心機5 000 r/min 離心10 min,取上清液,用PBS 稀釋10 倍,檢測AST、ALT 活力。
1.5.2 小鼠肝臟MDA、SOD 含量檢測眼球取血后,立即處死小鼠,取出小鼠肝臟后加生理鹽水制成10%的肝勻漿,按照試劑盒說明書操作,于酶標儀450 nm 波長處讀取各孔的吸光度值并記錄,檢測肝組織中MDA、SOD 活性。
1.5.3 小鼠血漿TNF-α和IL-6水平檢測取出冷凍血漿樣品,恢復(fù)至室溫,混勻,常溫下離心機5 000 r/min 離心5 min,取上清液50 μl,按照ELISA試劑盒說明書操作,檢測血漿中TNF-α 和IL-6 的水平。操作完成后30 min 內(nèi),于酶標儀450 nm 波長處讀取各孔的吸光度值并記錄。最后根據(jù)標準曲線計算對應(yīng)樣品的濃度。
1.5.4 小鼠肝臟病理學(xué)檢查10%甲醛固定小鼠肝臟,24 h 后梯度酒精脫水,二甲苯透明,常規(guī)浸蠟包埋,制片,HE 染色。觀察肝臟組織病理變化。
1.5.5 免疫組織化學(xué)染色檢測小鼠肝臟TNF-α 和IL-6 表達切片常規(guī)脫蠟,各級濃度酒精水化,抗原修復(fù)(微波修復(fù)),冷卻至室溫。滴加山羊血清封閉液,37℃恒溫箱放置30 min,加稀釋(1∶200)的一抗(TNF-α、IL-6),4℃冰箱過夜。PBS 洗片5 min×3 次,加二抗后,37℃恒溫箱放置30 min,PBS 洗片5 min×3 次,滴加ABC 復(fù)合物50 μl,37℃恒溫箱放置30 min,PBS 洗片5 min×3 次。每張切片加1 滴DAB 液顯色20 min,蘇木素復(fù)染60 s,各級濃度酒精快速脫水,二甲苯透明,中性樹膠封片,光鏡觀察。陰性對照用PBS 代替一抗(TNF-α、IL-6),其他步驟相同。
數(shù)據(jù)分析采用SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件。計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,比較用秩和檢驗(H檢驗)或方差分析,進一步兩兩比較用LSD-t檢驗。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
各組小鼠血清AST 和ALT 活力比較,經(jīng)秩和檢驗,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。APAP 組AST、ALT 活力較空白對照組增強(P<0.05);APAP 組AST、ALT 活力與KSJ 小劑量組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);KSJ 中、大劑量組AST、ALT 活力較APAP 組降低(P<0.05);KSJ 小、中、大劑量組間AST、ALT 活力兩兩比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),且呈劑量依賴性。見表1。
表1 小鼠血清AST、ALT活力比較 (n=8,u/L,±s)
表1 小鼠血清AST、ALT活力比較 (n=8,u/L,±s)
注:①與空白對照組比較,P <0.05;②與APAP 組比較,P <0.05;③與KSJ小劑量組比較,P <0.05;④與KSJ中劑量組比較,P <0.05。
組別空白對照組APAP組KSJ小劑量組KSJ中劑量組KSJ大劑量組H 值P 值A(chǔ)ST 39.74±8.16 8 123.71±262.22①8 002.77±138.32 5 563.01±126.61②③2 295.62±553.09②③④12.900 0.012 ALT 35.97±9.20 8 065.28±257.95①7 926.69±143.22 6 107.02±547.94②③2 579.00±510.68②③④13.033 0.011
各組小鼠肝臟MDA和SOD含量比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。APAP 組MDA 含量較空白對照組升高(P<0.05),SOD 含量降低(P<0.05);KSJ 小、中、大劑量組MDA 含量較APAP 組下降(P<0.05),SOD 含量升高(P<0.05);KSJ 小、中、大劑量組間MDA 和SOD 含量比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),且呈劑量依賴性。見表2。
表2 小鼠肝臟MDA、SOD含量比較 (n=8,±s)
表2 小鼠肝臟MDA、SOD含量比較 (n=8,±s)
注:①與空白對照組比較,P <0.05;②與APAP 組比較,P <0.05;③與KSJ小劑量組比較,P <0.05;④與KSJ中劑量組比較,P <0.05。
組別空白對照組APAP組KSJ小劑量組KSJ中劑量組KSJ大劑量組F 值P 值MDA/(nmol/mg)3.04±0.38 12.23±2.52①6.84±0.60②5.45±0.29②③4.35±0.61②③④26.337 0.000 SOD/(u/mg)422.93±22.84 246.74±37.28①303.03±4.01②328.29±5.59②③360.92±33.02②③④21.055 0.000
各組小鼠血清TNF-α 和IL-6 水平比較,經(jīng)方差分析,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。APAP 組TNF-α 和IL-6 水平較空白對照組升高(P<0.05);KSJ 小、中、大劑量組TNF-α 和IL-6 水平較APAP組降低(P<0.05);KSJ 小、中、大劑量組間TNF-α和IL-6 水平比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),且呈劑量依賴性。見表3。
表3 小鼠血清TNF-α、IL-6水平比較(n=8,pg/ml,±s)
表3 小鼠血清TNF-α、IL-6水平比較(n=8,pg/ml,±s)
注:①與空白對照組比較,P <0.05;②與APAP 組比較,P <0.05;③與KSJ小劑量組比較,P <0.05;④與KSJ中劑量組比較,P <0.05。
組別空白雙井組APAP組KSJ小劑量組KSJ中劑量組KSJ大劑量組F 值P 值TNF-α 246.57±51.62 478.64±60.24①431.59±52.60②327.46±38.23②③249.39±44.31②③④13.093 0.001 IL-6 83.34±26.84 215.68±47.77①203.49±33.54②159.64±14.78②③90.23±11.89②③④12.809 0.001
各組小鼠肝臟大體病理變化肉眼觀,空白對照組小鼠肝臟外觀呈紅褐色,表面光滑,質(zhì)軟,大小形態(tài)正常未見變性和壞死;APAP 組小鼠肝臟損傷明顯,體積變大,表面有點狀充血、變性和壞死;KSJ 小、中、大劑量組小鼠肝臟變性和壞死程度明顯較APAP 組減輕,且KSJ 大劑量組效果更明顯。見圖1。
圖1 各組小鼠肝組織病理變化
各組小鼠肝臟鏡下病理變化光鏡下,空白對照組肝細胞核排列規(guī)整,清晰可見肝小葉結(jié)構(gòu),肝細胞索呈放射狀排列;APAP 組肝細胞結(jié)構(gòu)破壞嚴重,肝細胞有不同程度的壞死和變性,肝細胞漿中出現(xiàn)大小各異的圓形空泡,中央靜脈淤血;與APAP 組比較,KSJ 小、中、大劑量組可見肝細胞的壞死和變性程度有不同程度的減輕,其中以大劑量組的改善作用最為明顯。見圖2。
圖2 光鏡下各組小鼠肝組織病理變化 (HE染色×400)
各組小鼠肝臟免疫組織化學(xué)染色檢測結(jié)果見圖3、4。以細胞胞質(zhì)中有明顯的棕黃色顆粒作為TNF-α、IL-6 陽性表達判定??瞻捉M肝細胞核排列規(guī)整,清晰可見肝小葉結(jié)構(gòu),肝細胞索呈放射狀排列,肝臟中僅有少量TNF-α、IL-6 表達。相比空白組,APAP 組肝細胞結(jié)構(gòu)破壞嚴重,肝細胞有不同程度的壞死和變性,肝臟中TNF-α、IL-6 表達水平升高;與APAP 組比較,KSJ 小、中、大劑量組可見肝細胞壞死和變性有不同程度減輕,肝臟中TNF-α、IL-6 表達水平逐級下降,其中以大劑量組的下降最為明顯。
圖3 各組小鼠肝臟TNF-α的表達 (免疫組織化學(xué)×400)
圖4 各組小鼠肝臟IL-6的表達 (免疫組織化學(xué)×400)
肝臟是人體和動物最重要的代謝場所,許多重要的化學(xué)反應(yīng)都在肝臟進行,也是體內(nèi)重要的解毒和合成器官,所以易遭受各種藥物和代謝產(chǎn)物的損傷[7]。
DILI 是目前臨床常見的一種藥物源性疾病,引起DILI 最常見的藥物是APAP。在疾病早期,可通過停止使用致肝損傷藥物并服用保肝藥物恢復(fù)肝臟功能,如果未及時發(fā)現(xiàn)并積極治療,可發(fā)展為急性肝損傷。近年來,中藥在藥物性肝損傷的治療中發(fā)揮著獨特優(yōu)勢。本實驗通過復(fù)制APAP 所致小鼠急性藥物性肝損傷模型,進而探究KSJ 對藥物性肝損傷的保護作用及機制。
DILI 的發(fā)病機制尚未完全闡明,通過對其機制的研究可以為臨床預(yù)防和治療藥物性肝損傷提供更多的可能性。肝細胞的壞死、凋亡幾乎貫穿于所有肝臟疾病中,不同的是誘發(fā)其凋亡的機制存在特異性差異[8-10]。目前的研究發(fā)現(xiàn)[11-13],DILI的發(fā)生是多種因素共同作用的結(jié)果,包括藥物的直接毒性損害、特異質(zhì)肝毒性、線粒體功能損傷、炎癥反應(yīng)等。
AST 和ALT 絕大部分分布在肝細胞內(nèi),只有小部分存在于肌細胞中。所以當肝臟受損時,肝細胞膜遭到破壞,AST 和ALT 便進入血液,使得血液中AST 和ALT 含量升高,因此AST 和ALT 可作為評價肝臟生理功能的重要指標[14]。KSJ 組小鼠血清AST 和ALT 含量較APAP 組降低,這表明KSJ 在一定程度上減輕APAP 所致小鼠藥物性肝損傷程度。
體內(nèi)脂質(zhì)過氧化物的最終代謝產(chǎn)物是MDA,所以MDA 可以反映脂質(zhì)過氧化物指標和肝細胞損傷的程度[15]。SOD 是機體抗氧化系統(tǒng)中較為關(guān)鍵的酶,其活性降低時,機體內(nèi)自由基含量就會上升,致使脂質(zhì)過氧化,進一步損傷肝細胞[16]。本實驗給予APAP 后APAP 組小鼠肝組織中MDA 含量明顯提高,SOD 活性明顯下降,說明小鼠抗氧化系統(tǒng)遭受嚴重破壞,肝組織發(fā)生氧化損傷,而給予KSJ 后MDA 含量較APAP 組有所下降,SOD 活性有所提高,其中KSJ 大劑量組作用更為明顯。
炎癥因子和氧自由基在肝損傷過程中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)[17-20],TNF-α 和IL-6 是在APAP 誘導(dǎo)小鼠肝損傷中比較重要的炎癥因子,因此,TNF-α和IL-6 可以反映藥效和肝損傷程度[21]。本實驗結(jié)果表明,APAP 模型復(fù)制后TNF-α 和IL-6 水平明顯升高,經(jīng)過KSJ 治療的小鼠血清TNF-α 和IL-6 水平下降,說明KSJ 可以抑制炎癥因子TNF-α 和IL-6 的產(chǎn)生,保護APAP 所致肝損傷。HE 染色結(jié)果顯示KSJ組小鼠肝組織變性、壞死明顯減輕,說明KSJ 可以減輕炎癥反應(yīng),抑制細胞變性、壞死。
目前,DILI 的主要治療方法是停止使用可疑致肝損傷藥物。臨床藥物治療[22-24]主要包括N-乙酰半胱氨酸、雙環(huán)醇和甘草酸制劑等,但大多都是經(jīng)驗用藥。糖皮質(zhì)激素療效尚不明確,需結(jié)合治療效果和有可能引起的不良反應(yīng)充分權(quán)衡后使用。對有嚴重并發(fā)癥的患者,可考慮進行肝移植。KSJ 生物活性廣泛,具有抗炎、抗纖維化、抗腫瘤和抗病毒等多重藥理作用[3]。臨床已被用于治療各種肝臟疾病。趙巖[25]指出,KSJ 可以降低四氯化碳(CCL4)所致大鼠肝損傷的ALT、AST、IL-6 和TNF-α 水平,減輕肝臟炎癥細胞浸潤和肝細胞損傷程度。吳洋等[26]指出,KSJ 可能通過抗氧化作用保護肝細胞。本實驗結(jié)果表明,KSJ 可以降低血清ALT 和AST 水平、降低MDA 含量,提高SOD 活力,以及減輕肝臟病理損傷和肝細胞凋亡程度。同時對APAP 誘導(dǎo)產(chǎn)生的TNF-α 和IL-6 具有抑制作用,并且其效果呈劑量依賴性。
綜上所述,KSJ 對APAP 誘導(dǎo)的小鼠DILI 具有良好的保護作用,其作用機制可能與抗炎抗氧化和抑制細胞凋亡有關(guān),因此,KSJ 可作為DILI 肝損傷治療的候選藥,為臨床治療DILI 和探討其發(fā)病機制提供了一定的實驗數(shù)據(jù)。