歐海龍 張慶海
(貴陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,貴州 貴陽 550025)
姜黃素是姜黃科植物的地下根部所含的一種色素,屬于脂溶性多酚類化合物。姜黃素可抑制炎癥反應(yīng)、抗氧化和清除自由基等多種生物活性,除了具有藥用價(jià)值外,還被用于制備調(diào)味品、食品添加劑等。體內(nèi)脂質(zhì)代謝紊亂,使過多的脂質(zhì)沉積在血管內(nèi)壁,并在各種炎癥反應(yīng)的作用下,形成動(dòng)脈粥樣硬化。ApoE基因敲除的純合小鼠(apoE-/-)可正常存活和繁殖,當(dāng)給予適當(dāng)?shù)母咧嬍硶r(shí),可導(dǎo)致各種高脂蛋白血癥,常用于動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)的病理和藥理研究[1-4]。本研究以我們前期成功建立的動(dòng)脈粥樣硬化apoE-/-模型小鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物[5],給予不同劑量的姜黃素處理,檢測(cè)小鼠體內(nèi)血清、肝臟的超氧化物歧化酶(SOD)的活性和丙二醛(MDA)的含量,以及各種血脂蛋白水平變化,分析姜黃素在動(dòng)脈粥樣硬化小鼠體內(nèi)的抗氧化反應(yīng)和血脂質(zhì)代謝的影響。
1.1 試劑和儀器 小鼠基礎(chǔ)飼料由貴陽醫(yī)學(xué)院動(dòng)物中心提供;尹紅、蘇木素購(gòu)自北京賽弛生物公司;油紅O 購(gòu)自北京鼎國(guó)生物公司;低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)檢測(cè)試劑盒購(gòu)自南京建成生物公司;其余試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
1.2 試驗(yàn)動(dòng)物 C57BL/6 純系背景的載脂蛋白E基因敲除小鼠(apoE-/-)購(gòu)自南京大學(xué)模式動(dòng)物研究所,引種協(xié)議(2012)470 號(hào)。動(dòng)物飼養(yǎng)環(huán)境條件為室溫20~25 ℃,相對(duì)濕度40%~70%。對(duì)6 周齡左右的apoE-/-雄性小鼠進(jìn)行高脂肪飼料喂養(yǎng)(21.5%脂肪和0.15%膽固醇),喂食8周后每天分別用低、中、高劑量(50、100、200mg/kg 體質(zhì)量)的姜黃素對(duì)體質(zhì)量為25~30g的小鼠進(jìn)行灌胃,每組8只小鼠被分別連續(xù)處理4、8和12周。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,解剖并抽取靜脈血和肝臟用于下一步實(shí)驗(yàn)。
1.3 體內(nèi)抗氧化酶活性測(cè)定 取肝臟組織加入10倍體積的生理鹽水,在冰浴中制成組織勻漿,以5 000rpm/min離心10 min,取上清液進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定,其中通過羥胺法測(cè)定SOD 活性、硫代巴比安酸(TBA)比色法測(cè)定MDA 的含量、鉬酸銨法測(cè)CAT 活性,具體方法參考南京建成生物公司提供的操作說明。
1.4 血脂水平的檢測(cè)方法 血清總膽固醇(TC)、甘油三脂(TG)水平的測(cè)定分別采用膽固醇氧化酶法(COD-PAP)及磷酸甘油氧化酶法(GPO-PAP),最后通過分光光度計(jì)在500nm 測(cè)得吸收值。LDLC測(cè)定所用試劑和方法均按照南京建成試劑盒說明書進(jìn)行操作。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 11.5 統(tǒng)計(jì)軟件,試驗(yàn)結(jié)果用(±s)表示,各組均數(shù)間差異用t檢驗(yàn)。
2.1 姜黃素對(duì)小鼠血清和肝臟SOD、CAT 活力以及MDA 含量的影響 apoE-/-小鼠經(jīng)高脂飲食誘導(dǎo)8周后,每天用不同劑量(50、100、200mg/kg 體質(zhì)量)姜黃素進(jìn)行灌胃處理,8周后分別檢測(cè)血清和肝臟的與氧化應(yīng)激能力相關(guān)的酶如SOD 和CAT的活性以及脂質(zhì)氧化的終產(chǎn)物CAT 的含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)不同濃度的姜黃素處理后血清中SOD 水平與空白對(duì)照組比較上升較為明顯,低劑量組就可表現(xiàn)出顯著差異(P<0.05)。CAT 和MDA 在中劑量組和高劑量組的變化水平均有顯著(P<0.05),其中高劑量組比原來提高了37%。而肝臟中SOD 在中、高劑量組中,與對(duì)照組比較上升較為顯著,CAT和MDA 只在中劑量和高劑量處理后,才表現(xiàn)出顯著差異(P<0.05)。見表1。
表1 姜黃素對(duì)apoE-/-小鼠血清及肝臟中各抗氧化指標(biāo)的影響(±s,n=8)
表1 姜黃素對(duì)apoE-/-小鼠血清及肝臟中各抗氧化指標(biāo)的影響(±s,n=8)
注:與空白組比較,*P<0.05;與空白組比較,▲P<0.05。
2.2 不同時(shí)期姜黃素處理后血脂水平 apoE-/-小鼠在高脂飼料飲食誘導(dǎo)4、8和12周后,取靜脈血并分別進(jìn)行TC、TG 和LDL-C水平檢測(cè),分析經(jīng)不同時(shí)期姜黃素后血脂代謝情況。結(jié)果顯示總體上經(jīng)姜黃素處理后,各血脂水平均呈下降趨勢(shì),而且表現(xiàn)出劑量依賴性。在處理時(shí)間上,連續(xù)灌胃4 周和8周后的結(jié)果相差較大,而8 周和12 周的區(qū)別并不大。在各種血脂中,TC 水平下降較為明顯,在中劑量組(8周、12 周)均可達(dá)到顯著水平(P<0.05)。而TG 以及LDL-C水平,盡管也隨著劑量的加大也逐漸降低,但只有在高劑量時(shí)(8周、12周)才都具有顯著水平(P<0.05)。見表2。
表2 姜黃素的不同時(shí)期處理對(duì)apoE-/-小鼠血清總膽固醇、LDL-C及甘油三酯水平的影響(±s,n=8)(mmol/L)
表2 姜黃素的不同時(shí)期處理對(duì)apoE-/-小鼠血清總膽固醇、LDL-C及甘油三酯水平的影響(±s,n=8)(mmol/L)
注:與空白組比較,*P<0.05;與空白組比較,▲P<0.05;與空白組比較,★P<0.05。
自由基是機(jī)體氧化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的一類強(qiáng)氧化性化合物。不斷積累的自由基誘發(fā)體內(nèi)細(xì)胞的氧化損傷、損害機(jī)體組織,誘發(fā)各種慢性疾病如動(dòng)脈粥樣硬化。生物體內(nèi)的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)等各種抗氧化酶,均可清除自由基、減少體內(nèi)過氧化脂質(zhì)、丙二醛(MDA)等的生成,其活性的高低常被用于衡量機(jī)體的氧化程度[6-8]。
血清中TG、TC和LDL-C的水平過高,容易沉積在血管壁上,逐漸發(fā)展為斑塊,是動(dòng)脈粥樣硬化的重要危險(xiǎn)因素之一。在本研究中發(fā)現(xiàn),經(jīng)姜黃素處理后TG、TC、LDL-C水平均可不同程度地下降,說明姜黃素具有降低血脂,抗動(dòng)脈粥樣硬化的功能。
之前的藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),姜黃素對(duì)其他一些疾病如糖尿病、帕金森病和腫瘤等的發(fā)生與發(fā)展有抑制作用[9-13]。鄒偉等[10]將姜黃素和腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體聯(lián)合使用,發(fā)現(xiàn)可以明顯增強(qiáng)前列腺癌細(xì)胞抑制效果和誘導(dǎo)凋亡作用。Marquardt等[11]證明姜黃素可以通過下調(diào)NF-kB 信號(hào)活性,抑制腫瘤干細(xì)胞的增值并限制其“干性”。鄭昌健等[12]認(rèn)為姜黃素能減輕2型糖尿病大鼠神經(jīng)病理性疼痛,而且這可能與JNK/MCP-1信號(hào)通路有關(guān)。李曉波等[13]則利用姜黃素對(duì)6-羥基多巴胺誘導(dǎo)的帕金森病模型小鼠進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)其具有神經(jīng)保護(hù)作用。
本研究通過對(duì)姜黃素在動(dòng)脈粥樣硬化模型小鼠中作用的探討,確定姜黃素具有抗氧化應(yīng)激、降低脂質(zhì)水平,改善血脂代謝功能。研究結(jié)果提示姜黃素在動(dòng)脈粥樣硬化的防治上具有一定的功能。這對(duì)于我們開發(fā)、利用姜黃素資源具有重要的指導(dǎo)意義。另外,本文結(jié)果可以推斷姜黃素可能通過降低體內(nèi)脂質(zhì)的氧化程度、從而調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝平衡和緩解動(dòng)脈粥樣硬化的作用,但是這些因素之間的具體關(guān)系以及姜黃素體內(nèi)作用過程中的具體分子機(jī)制還需要進(jìn)一步的探索。同時(shí),姜黃素作為一種常用的食品添加劑,其用于人體的最合適劑量以及是否具有潛在的毒性,還需要進(jìn)一步了解。
[1]徐芳,劉穎,王蔚琛,等.載脂蛋白E基因敲除小鼠動(dòng)脈粥樣硬化早期血管外膜成纖維細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞[J].中國(guó)動(dòng)脈 硬 化雜志,2013,21(12):1064-1068.
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[10]鄒偉,江波濤,孔東波,等.姜黃素聯(lián)合腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體對(duì)前列腺癌細(xì)胞的抑制作用[J].2015,23(4):454-456.
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[13]李曉波,徐芳.姜黃素對(duì)6-羥基多巴胺誘導(dǎo)的帕金森病模型的神經(jīng)保護(hù)作用及機(jī)制研究[J].中南藥學(xué),2015,13(1):34-37.