李露露 徐素美
衰老是機(jī)體細(xì)胞、組織的機(jī)能和結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的退行性變化,是生命發(fā)展的必然規(guī)律[1-2],與高血壓、2型糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化以及老年癡呆等許多疾病互為因果[3]。隨著人口老齡化加劇,至2050年全球60歲以上的老年人口數(shù)將占據(jù)人口總數(shù)的22%[4]。D-半乳糖被廣泛用于衰老模型的構(gòu)建[5],高劑量D-半乳糖氧化可產(chǎn)生過(guò)氧化氫和醛糖,可進(jìn)一步形成自由基和超氧陰離子加速細(xì)胞凋亡[6-7],使機(jī)體出現(xiàn)多種功能減退等現(xiàn)象。多糖抗衰老、調(diào)節(jié)免疫等作用的機(jī)制未完全闡明[8]。本研究旨在觀察紅豆杉多糖對(duì)D-半乳糖所造的衰老模型小鼠肝功能的影響,并初步探討其可能的機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 90只雄性SPF級(jí)ICR小鼠,體質(zhì)量(20±2)g,由南京大學(xué)模式實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究所提供,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SYXK(蘇)2015-0001。每籠4只分籠飼養(yǎng),室溫(24±2)℃,濕度50%~70%,光暗周期12 h/12 h,自由飲食飲水。
1.2 儀器及試劑 渦旋混合器(型號(hào):WH-861,華利達(dá)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司),超聲細(xì)胞粉碎機(jī)(型號(hào):JYD-650,上海之信儀器),全自動(dòng)生化儀(型號(hào):AU480),低速離心機(jī)(型號(hào):X12R,德國(guó)貝克曼公司),SpectraMax Plus384多功能酶標(biāo)儀(美國(guó)MD公司),自動(dòng)包埋機(jī)(型號(hào):EC-350-1,德國(guó)MICROM有限公司),石蠟切片機(jī)(型號(hào):HM 315,德國(guó)MICROM有限公司)。D-半乳糖(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司),紅豆杉多糖(紅豆多糖含量:92.88%,分子量:59.2 Ku,單糖組成:甘露糖:葡萄糖:阿拉伯糖:半乳糖:鼠李糖=1∶1∶6∶4∶4,浙江省中醫(yī)藥研究院),多烯磷脂酰膽堿膠囊(易善復(fù),賽諾菲制藥有限公司),丙二醛試劑盒、超氧化物歧化酶試劑盒(WST-1法)(南京建成生物工程研究所),總抗氧化能力(T-AOC)試劑盒(酶聯(lián)免疫吸附法)(上海億日科技有限公司)。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法 (1)分組:ICR小鼠根據(jù)SPSS 21.0提供的隨機(jī)數(shù)字分為6組,空白組、D-半乳糖模型組、陽(yáng)性藥物組(易善復(fù))、紅豆杉多糖低劑量組(200 mg·kg-1)、紅豆杉多糖中劑量組(400 mg·kg-1)、紅豆杉多糖高劑量組(800 mg·kg-1)組。(2)造模:除空白對(duì)照組,其余各組均給予頸部皮下注射D-半乳糖100 mg·kg-1,共8周。(3)干預(yù):造模第4周起,空白對(duì)照組及D-半乳糖模型組分別給予NS 10 mL·kg-1灌胃,1次/天,連續(xù)4周;紅豆杉多糖高/中/低劑量組分別給予由生理鹽水配置的20 mg·mL-1、40 mg·mL-1、80 mg·mL-1紅豆杉多糖水溶液灌胃10 mL·kg-1,1次/天,連續(xù)4周。(4)血清ALT、AST含量檢測(cè):造模第8周結(jié)束時(shí),利用全自動(dòng)生化儀檢測(cè)小鼠血清AST、ALT水平。(5)肝組織勻漿中SOD活性、MDA含量、T-AOC測(cè)定:隨機(jī)挑選10只小鼠,準(zhǔn)確稱(chēng)取肝組織重量,按照肝組織重量(g)與NS體積(mL)為1∶9的比例加相應(yīng)體積的NS,剪碎組織,冰水浴,肝組織勻漿經(jīng)3,000 r/min離心10 min,取上清液,制備得到10%肝組織勻漿。利用酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)小鼠肝組織勻漿總抗氧化能力(T-AOC)。比色法檢測(cè)SOD活性及MDA含量。(6)小鼠肝臟HE染色:每組隨機(jī)挑選5只小鼠,水合氯醛麻醉后,開(kāi)胸暴露心臟,5%福爾馬林灌注,取肝組織,放置4%多聚甲醛溶液中固定,按照濃度梯度進(jìn)行脫水,二甲苯透明,石蠟包埋切片,切片脫蠟至水,HE染色后觀察肝組織變化。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS21.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用 LSD-t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 干預(yù)8周后各組小鼠的一般情況 空白組小鼠皮膚較緊實(shí),活動(dòng)能力可;D-半乳糖模型組小鼠皮膚比較松弛,易激惹,活動(dòng)度差;紅豆杉多糖低/中/高劑量組和陽(yáng)性藥物組小鼠的精神狀態(tài)可,皮膚松弛程度較模型組程度輕,活動(dòng)度良好。
2.2 各組小鼠血清ALT、AST水平比較 與空白對(duì)照組比較,D-半乳糖模型組小鼠血清ALT、AST含量顯著升高(P<0.01)。與D-半乳糖模型組比較,紅豆杉多糖低/中/高劑量組及陽(yáng)性藥物組小鼠血清ALT、AST含量均顯著降低(P<0.01)。肝功能改善程度與紅豆杉多糖劑量無(wú)明顯相關(guān)性。見(jiàn)表1。
表1 各組小鼠血清ALT、AST水平比較 [n=15,(±s)]
表1 各組小鼠血清ALT、AST水平比較 [n=15,(±s)]
注:與空白對(duì)照組比較,△P<0.01;與D-半乳糖模型組比較,*P<0.01
組別 ALT(U·L-1) AST(U·L-1)空白對(duì)照組 30.50±6.63 38.50±6.21 D-半乳糖模型組 41.00±16.67△ 81.57±17.18△陽(yáng)性藥物組 21.29±7.87* 53.86±21.64*紅豆杉多糖低劑量組 20.29±4.15* 48.86±10.04*紅豆杉多糖中劑量組 20.50±8.43* 48.43±10.89*紅豆杉多糖高劑量組 19.88±8.17* 55.38±14.15*
2.3 各組小鼠肝臟組織勻漿SOD活性及MDA含量比較 與空白對(duì)照組比較,D-半乳糖模型組小鼠肝臟組織勻漿中SOD的活性降低、MDA含量升高(P<0.01)。與D-半乳糖模型組比較,紅豆杉多糖低/中/高劑量組及陽(yáng)性藥物組小鼠肝組織勻漿中SOD活性均提高、MDA含量均降低(P<0.05)。見(jiàn)表2。
表2 各組小鼠肝臟組織勻漿SOD活性及MDA含量比較[n=15,(±s)]
表2 各組小鼠肝臟組織勻漿SOD活性及MDA含量比較[n=15,(±s)]
注:與空白對(duì)照組比較,△P<0.01;與D-半乳糖模型組比較,#P<0.01,*P<0.05
組別 SOD活力(U·mgprot-1) MDA含量(nmol·mgprot-1)空白對(duì)照組 95.14±36.32 1.44±0.47 D-半乳糖模型組 61.01±17.52△ 2.15±0.41△陽(yáng)性藥物組 89.31±19.11* 1.44±0.53#紅豆杉多糖低劑量組 96.73±40.66# 1.44±0.41#紅豆杉多糖中劑量組 94.39±25.33# 1.48±0.48#紅豆杉多糖高劑量組 87.70±29.42* 1.27±0.45#
2.4 各組小鼠肝組織勻漿的T-AOC比較 D-半乳糖模型組的T-AOC顯著低于空白對(duì)照組(P<0.05),陽(yáng)性藥物組及紅豆杉多糖低/中/高劑量組的T-AOC均高于D-半乳糖模型組(P<0.05)。見(jiàn)表3。
表3 各組小鼠肝組織勻漿的T-AOC比較[n=15,(±s)]
表3 各組小鼠肝組織勻漿的T-AOC比較[n=15,(±s)]
注:與空白對(duì)照組比較,△P<0.01;與D-半乳糖模型組比較,#P<0.01,*P<0.05
組別 T-AOC(U/mL)空白對(duì)照組 0.1715±0.0465 D-半乳糖模型組 0.1157±0.0278△陽(yáng)性藥物組 0.1720±0.0305#紅豆杉多糖低劑量組 0.1750±0.0539*紅豆杉多糖中劑量組 0.1745±0.0420*紅豆杉多糖高劑量組 0.1773±0.0488*
2.5 各組小鼠肝組織病理組織變化 空白組小鼠鏡下肝細(xì)胞排列整齊、緊密,小葉結(jié)構(gòu)完整,細(xì)胞內(nèi)未見(jiàn)明顯脂肪變性,血管周?chē)鸁o(wú)明顯炎癥浸潤(rùn);D-半乳糖模型組肝細(xì)胞排列稀疏,雜亂,細(xì)胞界線不清,細(xì)胞內(nèi)可見(jiàn)大量的脂肪變性;紅豆杉多糖低/中/高劑量組及陽(yáng)性藥物組小鼠的肝臟組織可見(jiàn)細(xì)胞排列尚整齊,肝小葉結(jié)構(gòu)存在,血管周?chē)鸁o(wú)明顯炎癥浸潤(rùn),肝細(xì)胞內(nèi)脂肪變性程度輕。見(jiàn)圖1。
圖1 各組小鼠肝組織病理結(jié)果(HE×200)
機(jī)體的抗氧化防御與自身產(chǎn)生的自由基在正常生理?xiàng)l件下可維持相對(duì)平衡,機(jī)體在衰老過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量自由基,當(dāng)體內(nèi)自由基失衡時(shí),可引起衰老、疾病等。人體內(nèi)的自由基主要是氧自由基,對(duì)不飽和共價(jià)鍵有特殊親和力,能使脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)生丙二醛進(jìn)而破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),使DNA分子解聚進(jìn)而破壞細(xì)胞內(nèi)線粒體導(dǎo)致細(xì)胞自溶。機(jī)體內(nèi)還有許多抗氧化酶系統(tǒng),包括超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)等[9-10]。自由基可破壞肝細(xì)胞膜、DNA及線粒體,從而引起肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)、蛋白合成異常以及能量失衡,從而誘發(fā)肝細(xì)胞壞死,激活庫(kù)普弗細(xì)胞導(dǎo)致肝細(xì)胞纖維化[11-12]。研究表明,適量的D-半乳糖在代謝過(guò)程可通過(guò)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟沁M(jìn)而參與糖代謝過(guò)程,但過(guò)量D-半乳糖的攝入可生成大量的超氧陰離子和多種氧化產(chǎn)物,導(dǎo)致細(xì)胞氧化損害,進(jìn)一步引起機(jī)體多臟器、多系統(tǒng)功能減退,最終引發(fā)衰老。D-半乳糖建模利用廣泛,造模時(shí)間短,成模率較高,模型穩(wěn)定[13-15]。
植物多糖具有廣泛的藥理學(xué)作用,在體內(nèi)發(fā)揮的生物活性與其結(jié)構(gòu)和被消化、酵解、吸收的過(guò)程有關(guān),多是在經(jīng)過(guò)消化酵解被吸收后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用[16]。紅豆杉為世界瀕危珍稀植物,其樹(shù)皮是著名抗癌物質(zhì)紫杉醇的提取原材料。紅豆杉屬植物含有多種其他類(lèi)型的化學(xué)成分,主要包括黃酮類(lèi)、木脂素類(lèi)、甾體類(lèi)、酚酸類(lèi)、倍半萜及多糖類(lèi)化合物等[17]。紅豆杉多糖是利用極性梯度提取技術(shù)在南方紅豆杉枝葉中提純發(fā)現(xiàn)的一種全新的多糖[18],具有抗腫瘤、防治心肌梗死、抗糖尿病、抗氧化、調(diào)節(jié)免疫功能等作用[19-24]。本研究結(jié)果表明,紅豆杉多糖可升高衰老模型小鼠肝組織均漿中的SOD活力、T-AOC,降低小鼠肝組織均漿中MDA含量,改善小鼠血清ALT、AST含量,提示其可能通過(guò)提高抗氧化損害從而發(fā)揮改善衰老模型小鼠肝功能的作用,并且無(wú)明顯量效關(guān)系?;诖耍菊n題組將進(jìn)一步建立體外模型來(lái)探討紅豆杉多糖保護(hù)衰老模型肝功能作用的具體靶點(diǎn),為紅豆杉多糖的藥效評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支撐。