黃尹瀅, 迪娜·塔吾列, 盧偉熾 (指導(dǎo):朱章志)
(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,廣東廣州 510405;2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,廣東廣州 510405)
非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)與2 型糖尿?。╰ype 2 diabetes mellitus,T2DM)密切相關(guān),兩者患病率呈同步上升趨勢。臨床和流行病學(xué)調(diào)查研究表明,28% ~70%的T2DM 患者患有NAFLD[1],與此同時(shí)發(fā)現(xiàn)大約有45%的NAFLD 患者罹患糖尿病[2]。胰島素抵抗不僅是T2DM 發(fā)病的病理基礎(chǔ)及關(guān)鍵環(huán)節(jié)[3],還是“多重打擊理論”中參與NAFLD 形成的重要一環(huán)。脂肪組織對(duì)胰島素的抗脂解作用產(chǎn)生抵抗,導(dǎo)致外周脂解、游離脂肪酸向肝臟的輸送增加,并推動(dòng)脂肪再生[4-5],引起肝臟脂肪的積累,最終導(dǎo)致NAFLD 的形成。臨床上暫無針對(duì)T2DM 合并NAFLD 的特效藥,因此,基于分子機(jī)制研究治療T2DM 合并NAFLD 的方法,對(duì)臨床上探尋其治療的更多可能性具有重要意義。
腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)是在真核細(xì)胞生物中廣泛表達(dá)的異源三聚體蛋白,對(duì)糖代謝具有廣泛的影響。甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c(SREBP-1c)是由2 個(gè)基因編碼的SREBP 轉(zhuǎn)錄因子家族的成員,在肝臟中能夠激活糖酵解基因和參與脂肪生成的基因。作為AMPK的下游,SREBP-1c可以被AMPK 直接磷酸化,從而抑制其分裂和核易位[6],進(jìn)而減少肝細(xì)胞中脂質(zhì)的積累。本課題組所研究的降糖三黃片,經(jīng)多批次基礎(chǔ)研究證實(shí)其具有減輕糖尿病鼠胰島素抵抗、降糖調(diào)脂、抗氧化應(yīng)激、改善肝功能等多種功效[7-9]。本研究通過觀察降糖三黃片對(duì)AMPK/SREBP-1c 通路的影響,在前期研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入探討該藥改善T2DM合并NAFLD的作用機(jī)制,現(xiàn)將研究結(jié)果報(bào)道如下。
1.1 動(dòng)物SPF 級(jí)雄性SD 大鼠30 只,6 ~8 周齡,體質(zhì)量180~210g,購自江蘇集萃藥康生物科技有限公司,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(粵)2018-0008。實(shí)驗(yàn)在廣州中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心進(jìn)行。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)通過廣州中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物倫理委員會(huì)審定(批準(zhǔn)編號(hào):20221119001)。飼養(yǎng)條件:標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境[溫度(21±2)℃、濕度(45±10)%],12 h/12 h光照黑暗循環(huán),自由攝食飲水,每天換水、墊料。
1.2 藥物降糖三黃片,廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院制劑中心生產(chǎn),粵藥制字:Z20071185,批號(hào):20220301,規(guī)格:0.25 g/片,成人用量:8 ~10 片/次,一日3次;鹽酸二甲雙胍片(商品名:格華止),中美上海施貴寶制藥有限公司生產(chǎn),批號(hào):國藥準(zhǔn)字H20023370,規(guī)格:0.5 g/片,成人用量:1片/次,一日3次。
1.3 試劑與儀器鏈脲佐菌素(STZ,美國Sigma公司);蘇木精-伊紅染液、油紅O 染液(中山市奧博生物科技有限公司);大鼠空腹胰島素(FINS)酶聯(lián)免疫吸附分析(ELISA)試劑盒、甘油三酯(TG)定量檢測試劑盒、總膽固醇(TC)定量試劑盒、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性檢測試劑盒、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)活性檢測試劑盒、血漿游離脂肪酸(FFA)定量檢測試劑盒、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)/低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)定量試劑盒(美國Sigma 公司);大鼠白細(xì)胞介素(IL)-6 、腫瘤壞死因子(TNF)-α ELISA 檢測試劑盒(美國ThermoFisher 公司);大鼠IL-1β ELISA 檢測試劑盒(深圳子科生物科技有限公司);AMPK 兔多抗、磷酸化AMPK(p-AMPK)兔單抗、SREBP-1c 兔多抗、β-actin 兔單抗(英國Abcam 公司);辣根過氧化物酶(HRP)-山羊抗兔IgG 二抗(北京全式金生物技術(shù)有限公司);低背景化學(xué)發(fā)光檢測試劑盒(北京康為世紀(jì)生物科技有限公司);二喹啉甲酸(BCA)蛋白定量試劑盒(日本TaKaRa 公司)。酶標(biāo)儀(瑞士TECAN 公司);光學(xué)顯微鏡(日本Nikon 公司);WB 成像儀(美國ThermoFisher 公司);電轉(zhuǎn)儀、垂直電泳儀(美國Bio-Rad公司)。
1.4 T2DM合并NAFLD大鼠模型的建立及分組大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,采用隨機(jī)抽樣的方法選出6只作為空白對(duì)照組,用普通飼料喂養(yǎng);余下大鼠作為造模組改用高糖高脂飼料喂養(yǎng)8 周。禁食不禁水12 h,高糖高脂飼料喂養(yǎng)大鼠按30 mg/kg劑量給予一次性腹腔注射STZ,空白對(duì)照組大鼠給予腹腔注射相同體積的檸檬酸緩沖液。注射STZ 72 h后從大鼠尾靜脈采集血液,測定隨機(jī)血糖水平,血糖>16.7 mmol/L 者,提示造模成功[10-11]。將T2DM合并NAFLD 模型構(gòu)建成功的大鼠隨機(jī)分為模型組、二甲雙胍組、降糖三黃片低劑量組、降糖三黃片高劑量組,每組6只。
1.5 給藥方法從實(shí)驗(yàn)第9 周開始,對(duì)各組大鼠進(jìn)行灌胃。降糖三黃片低劑量組按成人臨床等效劑量換算為大鼠量0.675 g·kg-1·d-1給藥,降糖三黃片高劑量組按成人臨床等效劑量4 倍換算為大鼠量2.7 g·kg-1·d-1給藥,二甲雙胍組按成人臨床等效劑量換算為大鼠量0.2 g·kg-1·d-1給藥[8],空白對(duì)照組及模型組給予等體積生理鹽水灌胃。每日1 次,持續(xù)4周。
1.6 觀察指標(biāo)與方法
1.6.1 大鼠一般情況觀察 每周觀察各組大鼠的精神、體質(zhì)量、營養(yǎng)、活動(dòng)、飲食等情況。每周測定一次大鼠的空腹血糖。
1.6.2 取材 藥物干預(yù)4 周(實(shí)驗(yàn)第12 周)后取材,取材前禁食12 h。麻醉大鼠,經(jīng)腹主動(dòng)脈采血,離心得上清液,冷凍保存于-80 ℃冰箱。采血完成后,留取肝臟組織,經(jīng)生理鹽水反復(fù)沖洗后一部分行蘇木素-伊紅染色、油紅O 染色,一部分留作Western Blot檢測。
1.6.3 生化指標(biāo)與炎癥因子檢測 檢測血清FINS、TG、TC、LDL-C、HDL-C,AST、ALT、FFA,血清炎癥因子IL-6、TNF-α、IL-1β 水平,計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)。
1.6.4 肝組織形態(tài)學(xué)觀察 取肝組織塊修剪,脫水,透明,石蠟包埋,切片(厚5 μm),展片,烤片。再進(jìn)行脫蠟和水化。油紅O染色:油紅O乙醇染液染色8 min,50%乙醇分化,自來水終止分化。蘇木素-伊紅染色:蘇木素染液染細(xì)胞核10 min,蒸餾水漂洗至不掉色,1%鹽酸酒精分色液分色,自來水藍(lán)化20 min,蒸餾水漂洗1 min;伊紅染液中染色5 min,顯微鏡下觀察染色情況。甘油明膠封片。光鏡下觀察肝小葉結(jié)構(gòu)、肝細(xì)胞形態(tài)等病理學(xué)變化。
1.6.5 Western Blot法檢測肝組織AMPK、p-AMPK、SREBP-1c 蛋白表達(dá) 裂解提取肝組織蛋白,用BCA 蛋白定量后,加熱變性。按照蛋白定量的結(jié)果計(jì)算每個(gè)樣品的上樣體積,以保證上樣量一致。將樣品、PageRuler 預(yù)染蛋白Marker 依次加入不同的泳道,85 V 恒壓電泳約30 min,轉(zhuǎn)至125 V恒壓電泳約1.5 h。按轉(zhuǎn)印用濾紙、PVDF 膜、凝膠、濾紙的順序從陽極到陰極擺放正確,按照0.8mA/cm2通電轉(zhuǎn)印1 h。用5%脫脂奶粉37 ℃封閉2 h,TBST 漂洗。加入稀釋一抗包括AMPK 兔多抗(1∶2 000)、p-AMPK 兔單抗(1∶1 000)、SREBP-1c兔多抗(1∶2 000)、β-actin 兔單抗(1∶5 000),4 ℃孵育過夜,TBST 漂洗。加入HRP-山羊抗兔IgG(1∶2 000),30 ℃孵育1 h,TBST 漂洗。按照化學(xué)發(fā)光檢測試劑盒步驟將PVDF膜置于暗處顯色30 s,用TBST終止反應(yīng),用WB成像儀掃描結(jié)果并記錄。
1.7 統(tǒng)計(jì)方法采用SPSS 24.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,連續(xù)型變量以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,非正態(tài)分布變量如HOMA-IR 取自然對(duì)數(shù)正態(tài)化后分析,血糖等重復(fù)觀察指標(biāo)的比較采用重復(fù)測量資料的方差分析,單次觀察指標(biāo)的比較采用單因素方差分析,多組間數(shù)據(jù)比較用方差檢驗(yàn)。繪圖軟件使用Graphpad 軟件。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組大鼠一般情況比較實(shí)驗(yàn)第12 周可見:正常組大鼠精神狀況良好,性格活躍兇猛,毛發(fā)柔順光亮,脂肪少,墊料干燥;模型組大鼠精神差,反應(yīng)緩慢,性格溫和,體型肥胖,皮下脂肪厚,毛發(fā)粗糙干枯,墊料潮濕,伴有多飲多食多尿等現(xiàn)象。與模型組比較,二甲雙胍組、降糖三黃片低劑量組、降糖三黃片高劑量組大鼠均有相似表現(xiàn),但多飲多食多尿程度降低,毛發(fā)較模型組光滑。
2.2 各組大鼠血清學(xué)指標(biāo)比較
2.2.1 空腹血糖 表1 結(jié)果顯示:實(shí)驗(yàn)干預(yù)前,造模組大鼠在8 周高糖高脂飼料喂養(yǎng)聯(lián)合STZ 一次性腹腔注射72 h 后測得空腹血糖均>16.7 mmol/L,且明顯高于空白對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001),判斷T2DM 大鼠造模成功。實(shí)驗(yàn)干預(yù)3 周后,與模型組比較,二甲雙胍組及降糖三黃片低、高劑量組的空腹血糖明顯下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05 或P<0.01 或P<0.001),且二甲雙胍組的空腹血糖下降幅度更明顯;實(shí)驗(yàn)干預(yù)4周后,二甲雙胍組和降糖三黃片高劑量組的空腹血糖進(jìn)一步下降,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),而降糖三黃片高劑量組在調(diào)節(jié)空腹血糖方面,治療效果與二甲雙胍相當(dāng)。
表1 各組大鼠空腹血糖比較Table 1 Comparison of fasting blood glucose among each group of rats(±s,mmol·L-1)
表1 各組大鼠空腹血糖比較Table 1 Comparison of fasting blood glucose among each group of rats(±s,mmol·L-1)
注:①P<0.05,②P<0.01,③P<0.001,與空白對(duì)照組比較;④P<0.05,⑤P<0.01,⑥P<0.001,與模型組比較;⑦P<0.05,與二甲雙胍組比較
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2.2.2 糖耐量試驗(yàn)結(jié)果 圖1、圖2結(jié)果顯示:糖耐量試驗(yàn)開始30 min 過后,各實(shí)驗(yàn)組的血糖水平均顯著高于空白對(duì)照組。與空白對(duì)照組比較,其余實(shí)驗(yàn)組的AUC 均升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);與模型組比較,二甲雙胍組及降糖三黃片低、高劑量組的AUC 均有所下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);與二甲雙胍組比較,降糖三黃片高劑量組的AUC 值稍升高,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。表明降糖三黃片能有效控制T2DM 合并NAFLD 大鼠的餐后血糖,改善糖耐量,且高劑量組的效果優(yōu)于低劑量組。
圖1 各組大鼠糖耐量試驗(yàn)(OGTT)結(jié)果比較Figure 1 Comparison of oral glucose tolerance test results among each group of rats
圖2 各組大鼠口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(OGTT)曲線下面積(AUC)比較(±s)Figure 2 Comparison of area under curve(AUC)of oral glucose tolerance test among each group of rats(±s)
2.2.3 血清空腹胰島素(FINS)與胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR) 表2 結(jié)果顯示:與空白對(duì)照組比較,其余實(shí)驗(yàn)組的血清FINS 均有所升高;與模型組比較,二甲雙胍組及降糖三黃片低、高劑量組的血清FINS 均有所下降,其中二甲雙胍組和降糖三黃片高劑量組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。對(duì)于HOMA-IR,與模型組比較,二甲雙胍組及降糖三黃片低、高劑量組均明顯下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001);且相較于降糖三黃片低劑量組,降糖三黃片高劑量組的HOMA-IR 下降幅度更大,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。二甲雙胍組在改善HOMA-IR 方面更明顯,但與降糖三黃片高劑量組相比,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。表明降糖三黃片可以明顯改善T2DM 合并NAFLD 大鼠胰島素抵抗,減輕由于胰島素抵抗導(dǎo)致的血清FINS升高。
表2 各組大鼠空腹胰島素(FINS)及胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)比較Table 2 Comparison of fasting insulin and insulin resistance indix among each group of rats(±s)
表2 各組大鼠空腹胰島素(FINS)及胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)比較Table 2 Comparison of fasting insulin and insulin resistance indix among each group of rats(±s)
注:①P<0.05,②P<0.01,③P<0.001,與空白對(duì)照組比較;④P<0.05,⑤P<0.01,⑥P<0.001,與模型組比較;⑦P<0.05,⑧P<0.01,與二甲雙胍組比較;⑨P<0.01,與降糖三黃片低劑量組比較
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2.2.4 血脂代謝及游離脂肪酸(FFA) 表3 結(jié)果顯示,與模型組比較,其余實(shí)驗(yàn)組的TC、TG、LDL-C、FFA 含量均明顯下降,HDL-C 有所升高,其中:二甲雙胍組的TC、TG、LDL-C、HDL-C 含量與模型組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01 或P<0.001);降糖三黃片高劑量組的TG、LDL-C、HDL-C 與模型組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01或P<0.001)。在TG、LDL-C 的改善方面,降糖三黃片高劑量組下降幅度更大,但與二甲雙胍組比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。提示:二甲雙胍和降糖三黃片均可改善T2DM 合并NAFLD大鼠的血脂代謝,降低體內(nèi)的FFA,兩者對(duì)不同的指標(biāo)各有優(yōu)點(diǎn),但差異不大;隨著降糖三黃片劑量的提高,降脂效果更好。
表3 各組大鼠血脂、游離脂肪酸(FFA)水平比較Table 3 Comparison of serum lipids and free fatty acids among each group of rats(±s,mmol·L-1)
表3 各組大鼠血脂、游離脂肪酸(FFA)水平比較Table 3 Comparison of serum lipids and free fatty acids among each group of rats(±s,mmol·L-1)
注:①P<0.05,②P<0.01,③P<0.001,與空白對(duì)照組比較;④P<0.01,⑤P<0.001,與模型組比較;⑥P<0.05,⑦P<0.001,與二甲雙胍組比較;⑧P<0.05,⑨P<0.01,⑩P<0.001,與降糖三黃片低劑量組比較
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2.2.5 肝功能指標(biāo) 表4 結(jié)果顯示:與空白對(duì)照組比較,其余實(shí)驗(yàn)組的ALT、AST水平均有明顯升高;與模型組比較,二甲雙胍組及降糖三黃片低、高劑量組的ALT、AST水平均有所下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05 或P<0.01 或P<0.001),二甲雙胍組的下降幅度更大;但與二甲雙胍組比較,降糖三黃片高劑量組ALT、AST水平的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)??梢?,T2DM 合并NAFLD大鼠與正常大鼠相比,肝功能會(huì)受到明顯影響,但二甲雙胍和降糖三黃片均可在一定程度上改善T2DM 合并NAFLD 大鼠肝功能,減輕肝細(xì)胞的損害,且高劑量降糖三黃片在改善肝代謝方面與二甲雙胍效果相當(dāng)。
表4 各組大鼠肝功能比較Table 4 Comparison of liver function among each group of rats(±s,U·L-1)
表4 各組大鼠肝功能比較Table 4 Comparison of liver function among each group of rats(±s,U·L-1)
注:①P<0.05,②P<0.01,③P<0.001,與空白對(duì)照組比較;④P<0.05,⑤P<0.01,⑥P<0.001,與模型組比較;⑦P<0.05,與二甲雙胍組比較
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2.2.6 炎癥因子指標(biāo) 表5 結(jié)果顯示:與空白對(duì)照組比較,其余實(shí)驗(yàn)組的IL-6、TNF-α、IL-1β水平均有所升高;與模型組比較,二甲雙胍組及降糖三黃片低、高劑量組的IL-6、TNF-α、IL-1β水平均有所下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05 或P<0.01 或P<0.001),其中二甲雙胍組的下降幅度更大;但與二甲雙胍組比較,降糖三黃片高劑量組IL-6、TNF-α、IL-1β 的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)??梢?,T2DM 合并NAFLD 大鼠體內(nèi)炎癥反應(yīng)明顯,IL-6、TNF-α、IL-1β 均處于較高水平,使用二甲雙胍和降糖三黃片后均可減輕大鼠體內(nèi)的炎癥反應(yīng)。
表5 各組大鼠炎癥因子水平比較Table 5 Comparison of inflammatory factors among each group of rats(±s,pg·mL-1)
表5 各組大鼠炎癥因子水平比較Table 5 Comparison of inflammatory factors among each group of rats(±s,pg·mL-1)
注:①P<0.05,②P<0.001,與空白對(duì)照組比較;③P<0.05,④P<0.01,⑤P<0.001,與模型組比較;⑥P<0.01,與二甲雙胍組比較
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2.3 各組大鼠肝組織通路蛋白指標(biāo)比較圖3、表6 結(jié)果顯示:與空白對(duì)照組比較,模型組的AMPK、SREBP-1c表達(dá)水平均有所升高,p-AMPK表達(dá)水平有所下降(P<0.01 或P<0.001)。與模型組比較,二甲雙胍組及降糖三黃片低、高劑量組的p-AMPK 表達(dá)水平均顯著上升(P<0.001),SREBP-1c 表達(dá)水平均顯著下降(P<0.001);與二甲雙胍組比較,降糖三黃片高劑量組的SREBP-1c表達(dá)水平降低,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)??梢?,T2DM合并NAFLD大鼠體內(nèi)AMPK蛋白表達(dá)水平明顯升高,磷酸化水平明顯減弱,促進(jìn)了SREBP-1c 的表達(dá),導(dǎo)致脂質(zhì)合成,而降糖三黃片及二甲雙胍可以改善此情況。
圖3 各組大鼠AMPK、p-AMPK、SREBP-1c蛋白電泳條帶(Western Blot法)Figure 3 Protein electrophoretic bands of AMPK,p-AMPK,SREBP-1c(Western Blot)
表6 各組大鼠肝組織AMPK、p-AMPK、SREBP-1c蛋白相對(duì)表達(dá)量比較Table 6 Comparison of the relative protein expressions of AMPK,p-AMPK and SREBP-1c in liver tissue among each group of rats(±s)
表6 各組大鼠肝組織AMPK、p-AMPK、SREBP-1c蛋白相對(duì)表達(dá)量比較Table 6 Comparison of the relative protein expressions of AMPK,p-AMPK and SREBP-1c in liver tissue among each group of rats(±s)
注:①P<0.05,②P<0.01,③P<0.001,與空白對(duì)照組比較;④P<0.05,⑤P<0.001,與模型組比較;⑥P<0.05,與二甲雙胍組比較;⑦P<0.01,⑧P<0.001,與降糖三黃片低劑量組比較
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2.4 各組大鼠病理學(xué)分析結(jié)果比較
2.4.1 HE 染色 圖4結(jié)果顯示:空白對(duì)照組大鼠肝組織結(jié)構(gòu)完整,肝小葉結(jié)構(gòu)正常,細(xì)胞未見腫脹,形態(tài)大小均勻一致;模型組大鼠肝臟組織肝小葉結(jié)構(gòu)明顯紊亂,可見肝細(xì)胞索模糊,肝竇消失,肝細(xì)胞高度氣球樣變,肝細(xì)胞內(nèi)可見大量大泡性脂滴空泡,為重度脂肪肝改變。經(jīng)過用藥治療,二甲雙胍組及降糖三黃片低、高劑量組肝小葉結(jié)構(gòu)、肝細(xì)胞腫脹程度和脂肪變性都較模型組明顯好轉(zhuǎn),其中二甲雙胍組的肝細(xì)胞變性程度最輕。
圖4 各組大鼠肝臟HE染色結(jié)果比較Figure 4 Comparison of liver HE staining results among each group of rats
2.4.2 油紅O 染色 圖5 結(jié)果顯示:與空白對(duì)照組比較,模型組大鼠大量肝臟細(xì)胞漿內(nèi)可見脂滴存在,細(xì)胞間也可見明顯脂質(zhì)染色;二甲雙胍組及降糖三黃片低、高劑量組的胞漿內(nèi)脂滴分布較模型組減少,細(xì)胞間脂質(zhì)染色也明顯減輕;二甲雙胍組細(xì)胞間脂質(zhì)沉積改善最明顯,但胞漿可見散在小脂滴存在,降糖三黃片低、高劑量組胞漿內(nèi)脂滴分布較二甲雙胍組更少,但細(xì)胞間脂質(zhì)蓄積的改善效果不如二甲雙胍組。
圖5 各組肝臟油紅O染色結(jié)果比較Figure 5 Comparison of liver oil red O staining results among each group of rats
2 型糖尿?。═2DM)合并非酒精性脂肪肝(NAFLD)已成為一個(gè)重要的公共衛(wèi)生問題,作為代謝性疾病,近幾年其患者數(shù)呈現(xiàn)出明顯的增長趨勢,不少針對(duì)其發(fā)病的病理生理機(jī)制研究已獲得較大的進(jìn)展。但是,臨床上對(duì)NAFLD 的治療仍然是以改變生活方式和調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)為主,在快節(jié)奏的社會(huì)生活中有一部分人很難長期堅(jiān)持這種方法,通過藥物進(jìn)行輔助治療正成為越來越多人的選擇,因此,研究出更多能有效地治療T2DM 合并NAFLD 的藥物已成為當(dāng)前一項(xiàng)擁有廣大前景的工作。本研究對(duì)比觀察了降糖三黃片與二甲雙胍對(duì)T2DM 合并NAFLD 的SD 大鼠中血糖、胰島素抵抗、脂代謝、炎癥指標(biāo)、肝臟病理的影響。本研究以高脂高熱量飼料誘導(dǎo)加STZ 注射所復(fù)制的T2DM 合并NAFLD 大鼠模型,具有明顯的胰島素抵抗和糖脂紊亂表現(xiàn),病理檢查顯示與正常組比較有顯著性差異,提示成功構(gòu)建了符合T2DM 合并NAFLD的大鼠模型。
腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)由α、β 和γ 三個(gè)亞基所組成,其中α亞基決定了蛋白激酶復(fù)合物的活性,AMPK 通過α 亞基影響蛋白質(zhì)和基因水平[12]的代謝途徑。β 和γ 亞基是調(diào)控亞基,它們也參與了蛋白激酶復(fù)合物活性的調(diào)節(jié)[13]。每個(gè)亞單位在生物體中都有多種亞型,這些亞型的結(jié)合產(chǎn)生了12 種不同的AMPK 全酶變體,多樣的異構(gòu)體組成表明AMPK 具有多種細(xì)胞功能、組織特異性和亞細(xì)胞定位。AMPK的一個(gè)主要功能是監(jiān)測ATP水平的變化,并將其與下游底物的磷酸化相結(jié)合,從而導(dǎo)致ATP 產(chǎn)生途徑的速率增加或ATP 利用途徑的速率降低。能量平衡失調(diào)被認(rèn)為是導(dǎo)致一系列人類疾病變化的重要因素,如T2DM、肥胖和癌癥。AMPK 在維持能量平衡方面的核心作用使其成為預(yù)防和治療代謝性疾病(包括癌癥)的藥物的一個(gè)有吸引力的靶點(diǎn)[14-16]。
AMPK 對(duì)糖代謝具有廣泛的影響,在促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)、加強(qiáng)糖酵解以及抑制糖異生等生化反應(yīng)中均發(fā)揮重要作用。研究[17]發(fā)現(xiàn),糖尿病大鼠表現(xiàn)出脂質(zhì)積累和胰島素抵抗,而通過利古司汀增強(qiáng)AMPK 磷酸化,可介導(dǎo)糖尿病大鼠胰島素敏感性。因此,AMPK 信號(hào)激活可被認(rèn)為是糖尿病治療中的一種保護(hù)機(jī)制[18]。NAFLD 是無法氧化或清除的沉積在肝臟中的脂質(zhì)過量生產(chǎn)的累積結(jié)果,通過多種機(jī)制激活,AMPK 可抵消這些影響。有研究[19]表明,紅景天苷通過誘導(dǎo)AMPK 信號(hào)通路顯著降低TXNIP 及其下游NLRP3 炎癥小體的表達(dá)水平,對(duì)高脂誘導(dǎo)的NAFLD 起保護(hù)作用,亦可減少肥胖,改變血糖水平和脂質(zhì)積累,增強(qiáng)胰島素敏感性,有利于減輕糖尿病的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)。AMPK誘導(dǎo)的自噬在NAFLD 治療機(jī)制中也很有研究意義,研究[20]發(fā)現(xiàn),犬尿喹啉酸能夠通過上調(diào)AMPK刺激自噬減輕NAFLD。
甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c(SREBP-1c)在肝臟、脂肪組織、腎上腺和大腦中呈高表達(dá)。在肝臟中,SREBP-1c 激活糖酵解基因、葡萄糖激酶(GK)和參與脂肪酸合成(脂肪生成)的基因,調(diào)節(jié)參與大量肝細(xì)胞過程的基因,如細(xì)胞增殖、凋亡、炎癥、細(xì)胞內(nèi)膜靶向、細(xì)胞呼吸或RNA 處理[21-23]。SREBP-1c 參與肝臟甘油三酯合成[24]。研究[6]表明,AMPK 是SREBP-1c 的上游,可以通過磷酸化轉(zhuǎn)錄因子SREBP-1c,阻止其蛋白水解加工,抑制其轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核,下調(diào)脂肪生成基因的轉(zhuǎn)錄,包括編碼ACC 和脂肪酸合酶的基因。Kohjima 等[25]發(fā)現(xiàn),在T2DM 的胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下,胰島素仍然可以激活SREBP-1c,SREBP-1c的過度表達(dá),可以直接通過抑制胰島素受體底物2基因轉(zhuǎn)錄加重胰島素抵抗。Chu 等[26]研究發(fā)現(xiàn),通過小干擾RNA 下調(diào)SREBP-1c 的表達(dá),可以減少肝臟中硬脂酸合成和血清硬脂酸水平,進(jìn)而改善糖尿病小鼠的胰島素抵抗。
本研究團(tuán)隊(duì)已對(duì)降糖三黃片在糖脂代謝紊亂方面的作用進(jìn)行了大量前期研究,發(fā)現(xiàn)降糖三黃片在臨床及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中均能有效降低血脂水平[8,27-30]。本研究結(jié)果顯示,T2DM 合并NAFLD 大鼠存在明顯的多飲多食多尿等現(xiàn)象,血糖升高,胰島素抵抗明顯,血脂水平明顯升高,肝酶升高,炎癥反應(yīng)增強(qiáng),病理上可見肝細(xì)胞有明顯的脂質(zhì)蓄積及細(xì)胞結(jié)構(gòu)異常。通過與西藥二甲雙胍作對(duì)照,結(jié)果表明,降糖三黃片可以有效降低T2DM 合并NAFLD 大鼠的血糖、血脂水平,減輕胰島素抵抗,還能減輕炎癥反應(yīng),減輕對(duì)肝功能的損害,減少肝細(xì)胞的結(jié)構(gòu)變性及脂質(zhì)蓄積。而高劑量的降糖三黃片對(duì)T2DM 合并NAFLD 的SD 大鼠的糖脂代謝、胰島素抵抗、肝功能、炎癥因子、肝臟病理等方面的改善作用均較低劑量明顯,且與西藥二甲雙胍相仿。通過Western Blot 法檢測肝臟AMPK、p-AMPK、SREBP-1c 蛋白表達(dá),發(fā)現(xiàn)降糖三黃片降低了T2DM 合并NAFLD 大鼠AMPK 蛋白的表達(dá)水平,促進(jìn)了AMPK 的磷酸化,減少了SREBP-1c 的過表達(dá),且高劑量作用效果明顯優(yōu)于低劑量,但未顯示出明顯的量效關(guān)系,高劑量療效與西藥二甲雙胍無顯著性差別。由此我們推測,降糖三黃片通過AMPK-SREBP-1c途徑減少了過度營養(yǎng)誘導(dǎo)的肝臟TG 蓄積。降糖三黃片促進(jìn)AMPK 的磷酸化,AMPK 磷酸化的增加促進(jìn)了SREBP-1c 的磷酸化,從而抑制了SREBP-1c的切割和核轉(zhuǎn)位,從而導(dǎo)致脂肪生成和脂質(zhì)積聚減少,進(jìn)而提高胰島素敏感性,改善肝臟代謝,對(duì)T2DM 合并NAFLD起到防治作用。
對(duì)于T2DM 合并NAFLD 這一疾病,古代醫(yī)家存在從肝論治消渴的理論,如《難經(jīng)·五十六難》中認(rèn)為肥氣者多嗜肥甘厚膩,可轉(zhuǎn)為消渴,亦可見右脅肋部不適等肝積之癥?,F(xiàn)代醫(yī)家對(duì)于T2DM合并NAFLD 患者的病因病機(jī)有不少的研究,如范譯丹等[31]認(rèn)為該病會(huì)導(dǎo)致氣機(jī)運(yùn)行不暢,郁熱、津傷進(jìn)一步加重,進(jìn)而相互影響形成惡性循環(huán)。史麗偉等[32]則認(rèn)為當(dāng)機(jī)體內(nèi)存在肝郁脾虛,濕熱內(nèi)阻或痰瘀互結(jié)時(shí),往往就會(huì)促成T2DM 合并NAFLD的發(fā)生??梢婐?、熱之邪是T2DM 合并NAFLD 病程中的重要病理因素。降糖三黃片是廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院的純中藥院內(nèi)制劑,由桃核承氣湯化裁而來,該藥由桃仁、大黃、芒硝、桂枝等中藥組成,方中:桃仁苦甘平,活血破瘀,大黃苦寒,下瘀瀉熱,二者合用,瘀熱并治;芒硝咸苦寒,瀉熱軟堅(jiān),助大黃下瘀瀉熱;桂枝辛甘溫,通行血脈,既助桃仁活血祛瘀,又防硝、黃寒涼凝血之弊[9]。應(yīng)用降糖三黃片治療T2DM 合并NAFLD,切合其病機(jī)。
綜上所述,降糖三黃片可有效治療T2DM 合并NAFLD大鼠,其作用機(jī)制可能與通過調(diào)節(jié)AMPKSREBP-1c 途徑減少肝臟脂質(zhì)蓄積,進(jìn)而提高胰島素敏感性,改善肝臟代謝有關(guān)。