溫晉鋒 戴澤 鄧凱莉 楊冬雪 楊萍 唐春蘭 周玉平*
非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)已經(jīng)成為全球主要的慢性肝?。?]。NAFLD 為一組疾病,具體包括非酒精性肝脂肪變、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)、肝硬化和肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)[2]。目前對于NAFLD 還沒有批準的治療藥物[3],而對于NASF、HCC 的治療更是缺乏有效手段[4]。本課題組前期研究證實,基于浙江道地藥材為主的驗方“浙八味煎劑”對NAFLD 及相關的肝纖維化具有明顯的干預效應[5-6],并獲得了國家發(fā)明專利授權[7],但其機制尚待進一步研究。孤兒核受體TR4(Testicular orphan nuclear receptor 4,TR4)與糖脂代謝紊亂及胰島素抵抗密切相關[8],基因敲除小鼠模型研究證實TR4 與肝臟脂肪代謝有關[9],但尚未進一步深入研究其在脂肪肝中的作用及機制。本研究擬通過小鼠模型,探究TR4 蛋白在非酒精性脂肪性肝病動物模型中的表達變化及“浙八味煎劑”的干預作用,旨在進一步探尋NAFLD 的干預靶標,并探究中藥驗方“浙八味煎劑”對NAFLD的療效和機制,為研發(fā)安全有效的中藥新藥進行實驗研究。
1.1 實驗動物 6~8 周齡SPF 級C57BL/6J ♂小鼠,體重(24±3)g,共32 只,購自江蘇集萃藥康生物科技有限公司,生產(chǎn)許可證號SCXK(蘇)2018-0008。動物實驗在寧波大學實驗動物中心進行,動物使用許可證號SYXK(浙)2019-0005,本研究經(jīng)寧波大學實驗動物倫理委員會批準。
1.2 藥物與試劑 蛋氨酸-膽堿缺乏飼料(MCD,批號TP3005G)及對照飼料(MCS,批號TP3005Gs)購自南通特洛菲飼料科技有限公司;甘油三酯(TG,批號A110-1-1)、谷丙轉氨酶(ALT,批號C009-2-1)、谷草轉氨酶(AST,批號C010-2-1)、總膽紅素(TBIL,批號C019-1-1)均購自南京建成生物工程研究所。TNF-α(F2163-A)、IL-1β(F2040-A)、IL-6(F2132-A)購自上??婆d。BCA 蛋白定量試劑盒(BCA Protein Assay Kit,批號E-BC-K318-M,Elabscience);油紅O 染色液(批號G1261)購自北京索萊寶科技有限公司;Rabbit Anti TR4(PP-H0107B-00)購自美國RnD Systems 公司;Mouse Monoclonal Anti-GAPDH(批號HC301-01)、辣根酶標記山羊抗鼠IgG(H+L)(批號HS201-01)、辣根酶標記山羊抗兔IgG(H+L)(批號HS101-01),購自北京全式金生物技術有限公司。
1.3 方法 (1)動物分組和造模:適應性喂養(yǎng)5 d 后,實驗小鼠隨機分成4 組即正常組(N)、模型組(M)、浙八味煎劑高劑量組(H)、低劑量組(L),每組8 只。除正常組外的小鼠均進行造模,采用蛋氨酸-膽堿缺乏(MCD)飲食誘導+每周一次腹腔注射10% CCl4-橄欖油溶液,劑量為2 mL/kg,共6 周。正常組小鼠僅給予MCS 飼料常規(guī)喂養(yǎng)。(2)浙八味煎劑制備及給藥方法:按本課題組建立的方法[7],浙八味煎劑成人一日劑量:浙貝母12 g、溫郁金12 g、白術15 g、杭白菊12 g、白芍12 g、杭麥冬12 g、玄參12 g、延胡索9 g,生藥量共96 g。取兩劑生藥,常規(guī)水煎兩次混合,旋蒸發(fā)至濃度為0.7、0.35 g/mL 兩種濃度。按70 kg 成人與小鼠體表面積換算法,小鼠每日每千克體重的高、低劑量分別為14 g 和7 g 生藥量,每日灌胃兩種濃度的藥液為20 mL/kg,自造模第3 周首日開始,每日灌胃一次,共4 周。(3)標本留取方法:6 周末各組動物禁食12 h,麻醉后打開腹腔,下腔靜脈采血,切取肝臟,選1 塊置于10%中性福爾馬林溶液中固定,用于石蠟包埋;另取一葉切成方形,OTC 包埋后液氮速凍用于制備冰凍切片;其余液氮速凍后-70℃保存。(4)生化指標和炎癥因子檢測:炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6 均采用ELISA 試劑盒,操作步驟根據(jù)說明書進行。血清、TG 含量檢測及ALT、AST、TBil 活性檢測均采用生化試劑盒進行。(5)組織病理學觀察:制作肝組織石蠟切片,行HE 染色、Masson 染色觀察組織炎癥和膠原增生情況。制作肝組織冰凍切片,油紅O 染色觀察肝組織脂肪沉積情況。(6)Western blott:提取組織蛋白,根據(jù)BCA 試劑盒測定蛋白濃度。蛋白變性,上樣,進行凝膠電泳2 h,后轉PVDF 膜2 h,孵育TR4 一抗,4℃過夜;孵育二抗溶液,室溫放置60 min,化學發(fā)光法檢測條帶。軟件分析抗體條帶灰度值,再進行半定量統(tǒng)計。(7)免疫組化:石蠟切片經(jīng)烤片、脫蠟、水化、抗原修復、消除內源性過氧化物酶、通透預處理后,每張玻片滴加足夠量的稀釋好的一抗TR4(1 ∶100),放入濕盒中,4℃孵育過夜,取出4℃孵育過夜?jié)窈?,室溫靜置45 min,PBS 浸洗玻片3 次,每次5 min,滴加HRP(m)(1 ∶100),37℃孵育30 min,PBS 充分淋洗。DAB 顯色5~10 min,在顯微鏡下掌握染色程度,PBS 或自來水沖洗1 min 后蘇木精復染3 min,鹽酸酒精分化,返藍,自來水沖洗1 min,脫水、透明、封片、鏡檢。
1.4 統(tǒng)計學方法 采用GraphPad 9.0 統(tǒng)計軟件。計量資料符合正態(tài)分布以(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩組間比較采用LSD 檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 浙八味煎劑對肝組織病理的影響 HE 染色顯示,模型組肝組織可見大量脂肪變性,胞質內充滿脂滴空泡,匯管區(qū)炎癥細胞浸潤嚴重,浙八味煎劑干預后脂肪變性和炎癥反應程度都明顯減輕,其中高劑量組效果更好,見圖1。Masson 染色顯示,模型組肝組織膠原沉積明顯增加,竇周可見膠原纖維形成細絲狀甚至粗索狀分布,肝小葉結構紊亂,局部可見纖維組織增生;浙八味煎劑高劑量組干預后膠原沉積明顯減少,見圖2。
圖1 浙八味煎劑對模型小鼠肝臟纖維化的影響。A. Masson染色(×100倍)膠原纖維呈藍色;N:正常組,M:模型組,H:浙八味煎劑高劑量組,L:浙八味煎劑低劑量組。B. 膠原容積分數(shù),與正常組相比,*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01,###P<0.001。
圖2 浙八味煎劑對模型小鼠肝功能和總膽固醇水平的影響。高脂飲食誘導的脂肪肝小鼠、藥物處理后的脂肪肝小鼠與正常組的血清TG含量(A)、肝組織TG含量(B)、血清AST(C),血清ALT(D)以及Tbil(E)的比較;N:正常組,M:模型組,H:浙八味煎劑高劑量組,L:浙八味煎劑低劑量組。注:TG,甘油三酯;ALT谷丙轉氨酶;AST谷草轉氨酶;TBil總膽紅素。與正常組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01
2.2 浙八味煎劑對肝組織脂質代謝和肝功能的影響 與正常組相比,模型組肝臟中TG 含量、ALT 與AST 活性和TBil 含量顯著升高(P<0.01),表明模型小鼠出現(xiàn)了脂代謝紊亂和肝臟脂質蓄積,并造成了肝臟損傷;小鼠經(jīng)浙八味煎劑連續(xù)灌胃給藥4 周后,肝組織TG 含量、ALT 與AST 活性和TBil 含量降低,與模型組相比具有差異(P<0.05 或P<0.01),提示了浙八味煎劑可以逆轉模型小鼠的肝細胞脂肪變性與損傷,見圖3。
圖3 浙八味煎劑對小鼠肝臟炎癥因子的影響。高脂飲食誘導的脂肪肝小鼠、藥物處理后的脂肪肝小鼠與對照組的IL-1β表達(A)、IL-6 表達(B)、TNF-α表達(C)的比較;N:對照組,M:模型組,H:浙八味煎劑高劑量組,L:浙八味煎劑低劑量組。注:與正常組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01
2.3 浙八味煎劑對肝組織炎癥反應的影響 通過ELISA 檢測模型小鼠肝組織炎癥因子的表達水平,與正常組相比,模型小鼠肝組織中內IL-1β 表達上調(P<0.05),浙八味煎劑高劑量組降低模型組IL-1β 的表達(P<0.05)。IL-6 和TNF-α 的表達在本實驗中未見正常組和模型組有差異,但與模型組相比,浙八味煎劑高劑量組能降低兩個炎癥因子的表達水平,具有統(tǒng)計學意義(P<0.05 或P<0.01),見圖4。
圖4 免疫組化檢測浙八味煎劑對肝組織TR4蛋白表達的影響。N:正常組,M:模型組,H:浙八味高劑量組,L:浙八味低劑量組
2.4 浙八味煎劑對肝組織TR4 蛋白表達的影響 通過Western blot 和免疫組化觀察了模型小鼠肝組織TR4 蛋白表達變化及浙八味煎劑的干預作用,與正常組相比,模型組肝組織中TR4 蛋白的表達明顯增多,陽性表達主要分布在肝細胞的細胞核及細胞漿(P<0.01)。浙八味煎劑干預能降低TR4 蛋白的表達,與模型組相比具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見圖5。
圖5 蛋白免疫印跡檢測浙八味煎劑對肝組織TR4蛋白表達的影響。N:正常組,M:模型組,H:浙八味高劑量組,L:浙八味低劑量組。注:與正常組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01
近年研究顯示,孤兒核受體TR4 與糖脂代謝紊亂及胰島素抵抗密切相關,但尚未進一步深入研究其在脂肪肝中的作用及機制。KIM 等[10]通過TR4 基因敲除小鼠體內實驗及原代肝細胞體外實驗發(fā)現(xiàn),TR4 介導肝臟硬脂酰輔酶A 去飽和酶1(SCD1)基因表達,降低胰島素的敏感度,而敲除TR4 可以抑制SCD1 表達,并可以減少脂肪沉積及增加胰島素的敏感度。LIU 等[11]研究還發(fā)現(xiàn),空腹和胰高血糖素介導的信號cAMP/PKA 和C/EBP 信號通路可以激活TR4 導致糖異生。此外,TR4在促進脂質代謝中也發(fā)揮了重要作用。YOSHIZAWA 研究發(fā)現(xiàn),肝臟組蛋白去乙?;窼IRT7 基因敲除小鼠,由于TR4 表達水平的降低,表現(xiàn)出對高脂飲食誘導的肝臟脂肪變、肥胖、糖耐量受損的抵抗作用[12]。KIM等[13]通過基因敲除小鼠研究證實,TR4 調節(jié)ApoE 基因表達,TR4 的缺失下調肝細胞中載脂蛋白E/C-I 和C-II 基因表達。
綜上所述,TR4 能導致糖脂代謝紊亂,增加胰島素抵抗,促進甘油三酯在肝臟堆積,但既往的研究主要集中在代謝綜合征領域。由于胰島素抵抗及脂代謝紊亂在NASH 發(fā)病機制的關鍵作用,筆者推測TR4 蛋白可能是NAFLD 的發(fā)病機制之一。本研究通過建立NAFLD 疾病模型,研究發(fā)現(xiàn)在NAFLD 動物模型中,肝組織TR4 蛋白的表達較正常組明顯升高。浙八味煎劑能明顯減少脂肪在肝內沉積,逆轉TR4 蛋白的升高,減輕肝組織的炎癥反應。提示TR4 可能作為浙八味煎劑的效應靶點,從而緩解了非酒精性脂肪性肝病的發(fā)展。本研究不足之處為此次研究僅是對TR4 在NASF 模型中表達變化及中藥復方干預作用的一個初步觀察,推測TR4 可能的一個有效的干預靶標,如果需要更明確這一論點,還需要使用TR4-/-小鼠模型進行驗證。