李 晶 趙 鋼
抗纖復方是臨床治療肝纖維化的有效藥物,由黃芪、丹參、紫河車、郁金等藥物組成[1]。以往的實驗研究表明,該藥不僅能夠抑制肝內多種細胞外基質的合成,而且能夠抑制肝纖維化大鼠肝星形細胞TGFβ1的表達,減少膠原產(chǎn)生[2,3]。我們?yōu)榱搜芯吭搹秃戏絼┛垢卫w維化作用機制,以不同劑量抗纖復方含藥血清進行實驗室研究,以Northern 印跡雜交方法進一步觀察抗纖復方對HSC-LI90細胞I型(CoL-I)、IV型前膠原(CoL-IV)、基質金屬蛋白酶組織抑制因子1(TIMP-1)mRNA表達的影響。
其無菌制劑由上海曙光醫(yī)院制劑中心制備,以蒸餾水分別稀釋成0.025、0.05、0.10、0.3g/mL等不同濃度。
星形細胞系HSC-LI90由日本佐賀醫(yī)科大學肝病中心惠贈,系表型為活化的人肝星形細胞(HSC),表達高水平的CoL-I、MMP-II、TIMP-l、TGFβ1mRNA等[4]。
用于制備含藥血清的大鼠,清潔級,雌雄各半,體質量300~350g,購自上海中醫(yī)藥大學實驗動物中心。
大鼠隨機分為5組,每組5只,其中4組按體質量灌胃給予抗纖復方水溶液1.0mL/100g體質量,2次/d,劑量依次為0.5、2.0體質量、4.0g/kg體質量,于給藥后90min分別以1.5%的苯巴比妥鈉腹腔注射麻醉,無菌條件下,從腹主動脈采血約10mL,存放于4℃冰箱中,待血漿凝固血清析出后,于高速離心機中以3000rpm離心10min,留取血清。另設一組作為空白對照組。所有血清均經(jīng)56℃、30min滅活后,置-20%冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>
HSC-LI90細胞以1×106細胞/100mm的濃度接種于培養(yǎng)皿,24h后,分別加入10%抗纖復方含藥血清10mL,同時設空白對照組。培養(yǎng)48h后,提取細胞總RNA,檢測HSC-LI90細胞I型、IV型前膠原、TIMP-1mRNA表達。
運用AGPC法,從HSC-LI90細胞中提取總RNA。每20μg總RNA加入1%瓊脂糖凝膠中,電泳后,將變性的RNA轉移至硝酸纖維素濾膜(AmershamJapan)然后用32P-dCTP標記的cDNA探針與之雜交16h,雜交濃度65℃,洗膜2次以后,放射自顯影。定量用BAS2000測定分析。用CoL-I(CoL-III、TIMP-1)/GAPDH的比值表示CoL-I、CoL-III、TIMP-1表達水平。每項實驗至少重復3次,數(shù)據(jù)用mean±SD表示,用單因素方差分析進行統(tǒng)計學處理。
不同濃度的抗纖復方含藥血清均有降低CoL-I、CoL-IV、TIMP-1 mRNA水平的作用,并呈一定劑量依存關系,統(tǒng)計學處理P<0.05或0.01,結果見圖1。
圖1 抗纖復方含藥血清CoL-I、CoL-IV 、TIMP-1 mRNA的影響
肝纖維化為諸多慢性肝病發(fā)展至肝硬化過程中所共有的病理組織學變化,是影響肝病預后的重要環(huán)節(jié),在尚無有效方法根治原發(fā)疾病的情況下,減緩或阻止肝纖維化的進程,是相當重要的治療對策。 肝纖維化、肝硬化的病理基礎是細胞外基質在肝臟異常的沉積,這種異常的沉積,和(或)膠原合成、降解的動態(tài)平衡失調有關。研究肝纖維化的發(fā)生、發(fā)展及其治療對策時,應對細胞外基質合成和降解兩方面同時加以觀察,凡是能夠影響膠原合成及/或膠原降解代謝的手段,都是阻斷和逆轉肝纖維化和肝硬化的有效方法[5]。
肝星形細胞是ECM的主要來源,肝星形細胞激活并轉化為肌纖維樣細胞,各種致纖維化因素均把HSC作為最終靶細胞,正常情況下,肝星形細胞處于靜止狀態(tài),當肝臟受到炎癥或機械刺激等損傷時,肝星形細胞被激活,其表型由靜止型轉變?yōu)榧せ钚汀<せ畹母涡切渭毎环矫嫱ㄟ^增生和分泌細胞外基質參與肝纖維化的形成和肝內結構的重建,另一方面通過細胞收縮使肝竇內壓升高。肝星形細胞的激活是肝纖維化發(fā)生、發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。肝(HSC)是肝臟間質細胞之一,是肝纖維化時細胞外基質(ECM)過多產(chǎn)生和沉積的主要細胞來源[6]。針對HSC活化的不同環(huán)節(jié)進行抗肝纖維化治療已形成了共識,如果能夠抑制膠原等細胞外基質的合成和(或)促進ECM的降解,則有可能緩解、阻止甚至逆轉肝纖維化、早期肝硬化。
肝星形細胞HSC-LI90系表型為活化的人星形細胞,表達高水平的CoL-I、MMP-2、TIMP-1 mRNA等,HSC-LI90是體外研究肝纖維化發(fā)生機制、觀察抗肝纖維化藥物作用的較為理想的模型[4]。我們采用中藥組方抗纖復方取其不同濃度的含藥血清觀察了其對HSC-LI90細胞mRNA表達的影響。
Ⅰ型、Ⅳ型膠原是纖維化時病變部位沉積的主要膠原蛋白,Ⅵ型膠原是肝基底膜的主要成分,肝纖維化時含量明顯增高,血中Ⅵ型膠原的水平與肝纖維化程度成正相關。在實驗性肝纖維化模型中,Ⅰ型、Ⅳ型膠原mRNA表達增強,導致其產(chǎn)物過度沉積,Ⅰ型、IV型膠原mRNA在一定程度上可以反映ECM的沉積。我們實驗結果表明,抗纖復方可明顯降低HSC-LI90細胞I型、Ⅳ型膠原mRNA表達水平,從而減少膠原的沉積。
TIMP-1是一種糖蛋白,是ECM主要結構蛋白降解特異酶MMPS的抑制劑,肝纖維化時間質膠原酶活性下降而TIMP-1的表達增加,且與PⅢP、LN正相關,與肝纖維化程度相關。其主要作用是抑制MMP酶原的活化及其對ECM的降解,血清TIMP-1水平反映了慢性肝病肝內炎癥和纖維化的一些重要特征,在目前情況下,是一種肝纖維化無創(chuàng)診斷和隨訪指標。TIMP-1是抑制基質金屬蛋白酶活性的一組多功能因子家族的主要成員之一,能結合除14、19以外的所有MMPs而使其活性減弱,是肝纖維化發(fā)生過程中的一個非常重要的促發(fā)因素。許多實驗研究表明,肝損傷激活HSC,表達MMPs和TIMPs,在肝損傷早期階段,體外培養(yǎng)的HSC一過性表達MMP3、MMP13等,之后,HSC表型發(fā)生變化,前MMP2和MT-MMP表達,MMP2活化,降解局部正常的肝臟基質;并且TIMP-1表達明顯,抑制間質膠原酶(MMP1/MMP13)對膠原的降解。而在肝損傷停止后,TIMP-1迅速減少,膠原酶活性增加,降解ECM,纖維化逆轉[7]??梢宰C明,TIMP-1在調節(jié)膠原的降解代謝中發(fā)揮著重要的作用。通過研究我們認為不同濃度抗纖復方含藥血清作用HSC-LI90細胞48h后0.5、2.0、4.0g/kg含藥血清有降低 TIMP-1 mRNA水平的作用,提示抗纖復方具有促進膠原降解的作用。
抗纖復方可明顯降低HSC-LI90細胞CoL-I、CoL-IV、TIMP-1 mRNA表達水平,從而干預肝纖維化及肝硬化時的膠原合成、降解代謝,發(fā)揮其抗肝纖維化的作用。
[1]Wang LT, Zhang B, Chen JJ.Effect of Anti-fibrosis compound prescription on collagen expression of hepatic cells of experimental liver fibrosis of rat[J].World J Gastroentrol,2000, 12:877-880.
[2]張斌,王靈臺,陳建杰.抗纖復方影響大鼠肝貯脂細胞生成I、III型膠原的比較研究[J].中國實驗方劑學雜志,2000,6:33-35.
[3]王靈臺,張斌,陳建杰.抗纖復方藥物血清對肝纖維化大鼠肝細胞生成膠原的影響[J].中華消化雜志,1999,19:391-393.
[4]Ozaki I, Zhao G.Hepatocyte growth factor induces collagenase via the transcription factor Ets-1 in human hepatic stellatc cell line[J].J Hepatol,2002,36:169-178.
[5]王寶恩.肝纖維化[J].中華肝臟病雜志,2000,8(4):179.
[6]王寶恩.肝纖維化時細胞外基質的合成與降解[J].中華肝臟病雜志,1997,5(2):65.
[7]Benyon RC,Arthur MJ.Extracellular matrix degradation and the role of hepatic stellate cell[J].Semin Liver Dis,2001,21(3):373.