鄭 丁 ,時(shí)昭紅,郭 潔 ,張 書 ,付麗鶴 ,劉 凡 ,涂蓓蕾
(1.湖北中醫(yī)藥大學(xué),武漢 430065;2.武漢市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院,武漢 430022)
非酒精性脂肪肝?。∟AFL D)是指除酒精和其他明確的肝損害因素外,以肝細(xì)胞脂質(zhì)蓄積為主要特征的臨床病理綜合征。西方發(fā)達(dá)國家發(fā)病率為20%~30%,中國成人發(fā)病率約15%,且發(fā)病呈年輕化的趨勢,對人們的生命健康構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅[1-2]。目前臨床上沒有一種藥物被證實(shí)治療NAFLD直接有效,所以尋找新的藥物尤為迫切。大量實(shí)驗(yàn)研究表明[3-5],用高脂飲食誘導(dǎo)的NAFLD模型大鼠肝線粒體出現(xiàn)不同程度損傷,肝組織ATP含量顯著降低,肝臟出現(xiàn)明顯的能量代謝障。ATP合酶是ATP的生成的關(guān)鍵酶,由F0和F1兩部分組成,其F0由ATP合酶F0亞基6(ATPase6)、ATP合酶F0亞基8(ATPase8)編碼,所以通過提高ATPase6、ATPase8的表達(dá)可以增加ATP的合成。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)[6-8],蔥白提取物能明顯改善NAFLD模型大鼠肝脂肪變性,其中有效成分主要是黃酮類化合物、甾體類化合物、不飽和脂肪酸類化合物、硫化合物等。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)[9]黃酮類化合物通過抗氧化作用恢復(fù)線粒體能量代謝發(fā)揮作用?;谏鲜隼碚撆c研究基礎(chǔ),筆者以蔥白提取物干預(yù)NAFLD模型大鼠,通過蘇木精-伊紅(HE)染色法觀察肝臟組織結(jié)構(gòu)變化,采用 Real time PCR觀察肝臟 ATPase6、ATPase8 mRNA的表達(dá),探討其治療NAFLD可能的分子機(jī)制。
1.1 動物 健康雄性SD大鼠50只,級別SPF級,體質(zhì)量(180~220)g,由湖北省疾病控制中心提供,許可證號:SCXK(鄂)2008-0005。
1.2 藥物 高脂飼料:72.1%基礎(chǔ)飼料+2%膽固醇(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)+10%豬油(市場自購)+5%蔗糖(市場自購)+0.5%脫氧膽酸鈉(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)+0.2%甲硫氧嘧啶(上海復(fù)星朝暉藥業(yè)有限公司);蔥白提取物制劑(由武漢市中西結(jié)合醫(yī)院制劑中心提供,批號:20110902),用色拉油調(diào)勻后配置成5 g/L濃度的懸混液。
1.3 實(shí)驗(yàn)試劑 丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)試劑盒(上海嵐派生物科技有限公司),膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)試劑盒(溫州東歐生物工程有限公司),ATPase6、ATPase8及內(nèi)參GAPDH的特異性引物(由上海生工生物工程股份有限公司設(shè)計(jì)與合成),總RNA提取試劑盒(北京天根生化科技公司),逆轉(zhuǎn)錄試劑盒及Real time PCR試劑盒(成都博瑞克生物技術(shù)有限公司)。
1.4 實(shí)驗(yàn)儀器 DYY-7C電泳儀電源(北京六一儀器廠),ZX6006臺式高速離心機(jī)(法國Jouan公司);TS-1型水平搖床(江蘇海門其林貝爾儀器制造有限公司);電熱恒溫水浴鍋(北京市長風(fēng)儀器儀表有限公司);164-5050型電泳儀(美國Bio-Rad公司);ABI7500型熒光定量PCR儀(美國Thermo公司);Gel Doc EQ型凝膠成像系統(tǒng)(美國Bio-Rad公司)。
1.5 分組與給藥 將50只健康雄性SD大鼠隨機(jī)分籠飼養(yǎng)于SPF級動物房內(nèi),溫度控制在17~24℃,濕度控制在22%~24%。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,隨機(jī)分為5組,每組10只,除正常組給予普通飼料,其余4組給予高脂飲食,自由進(jìn)食飲水,造模10周后,低、中、高劑量組分別給予25 mg/(k g·d)、50 mg/(k g·d)、75 mg/(kg·d)蔥白提取物灌胃,正常組和模型組給予等體積生理鹽水灌胃,除正常組外,期間正常組給予普通飼料,其余4組繼續(xù)給予高脂飲食,每日1次,連續(xù)4周。
1.6 肝臟組織學(xué)檢查 在肝右葉相同位置距邊緣1cm處取適量肝組織,用福爾馬林固定24h后做HE染色,在光鏡下觀察肝組織的病理變化。參照范建高《脂肪性肝病》給肝臟脂肪變性程度進(jìn)行分級[10]。
1.7 血清中ALT、AST、TC、TG含量的測定 用1%戊巴比妥腹腔注射麻醉后開腹經(jīng)腹主動脈取血,放置室溫20 min后3 500 rpm離心8 min取血清,然后按照試劑盒操作方法步驟通過生化檢測儀測定各組大鼠血清中ALT、AST、TC、TG含量。
1.8 Real time PCR檢測ATPase6、ATPase8 mRNA的表達(dá) 采用Trizol提取RNA后,用紫外分光光度計(jì)測定RNA的濃度和純度。按試劑盒說明書步驟進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄和擴(kuò)增反應(yīng)。PCR引物設(shè)計(jì):Rat PGC-1aF:5'-AATGCAGCGGTCTTAGCACT-3,Rat PGC-1aR:5'-GTGTGAGGAGGGTCATC,片段長度 168 bp;βactinF:5'-CACGATGGAGGGGCCGGACTCATC-3',β-actin R:5'-TAAAGACCTCTATGCCAACACAGT-3'片段長度186bp。PCR反應(yīng)條件:預(yù)變性50℃、2min,95 ℃、10 min;40 個(gè)循環(huán)中 95 ℃、30 s,60 ℃、30 s,根據(jù)目的產(chǎn)物PGC-1αmRNA和內(nèi)參照β-actin CT值來反映其相對含量。
1.9 統(tǒng)計(jì)方法 采用SPSS23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件,數(shù)據(jù)用均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x±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SNK檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組大鼠肝臟組織結(jié)構(gòu)變化 模型組在確認(rèn)造模是否成功時(shí)處死1只,蔥白中、高劑量組在造模的過程中各意外死亡1只。與正常組比較,模型組肝脂肪變性明顯(P<0.05),與模型組比較,蔥白低、中、高劑量組肝脂肪變性均不同程度減輕(P<0.05);與蔥白低劑量組比較,蔥白中、高劑量組肝脂肪變性減輕明顯(P<0.05),蔥白中、高劑量組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1,見圖1。
表1 各組大鼠肝脂肪變性程度Tab.1 Degree of hepatic steatosisin each group of rats
2.2 各組大鼠血清ALT、AST、TC、TG水平 與正常組比較,模型組血清ALT、AST、TC、TG水平表達(dá)明顯升高(P<0.05),與模型組比較,蔥白低、中、高劑量組血清ALT、AST、TC、TG水平均不同程度降低(P<0.05);與蔥白低劑量組比較,蔥白中、高劑量組血清 ALT、AST、TC、TG 水平降低明顯(P<0.05),蔥白中、高劑量組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
2.3 各組大鼠肝臟ATPase6、ATPase8 mRNA的表達(dá) 與正常組比較,模型組ATPase6、ATPase8mRNA表達(dá)明顯降低(P<0.05),與模型組比較,蔥白低、中、高劑量組ATPase6、ATPase8 mRNA均不同程度升高(P<0.05);與蔥白低劑量組比較,蔥白中、高劑量組 ATPase6、ATPase8 mRNA 升高明顯(P<0.05),蔥白中、高劑量組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。
NAFLD的發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜,目前較為公認(rèn)的是“二次打擊”學(xué)說。“第一次打擊”是指以胰島素抵抗為基礎(chǔ),TG在肝臟蓄積;“第二次打擊”是指氧化磷酸化的激活、呼吸鏈的損傷導(dǎo)致能量代謝障礙、細(xì)胞因子的活化,從而引起肝細(xì)胞炎癥性壞死[11]。細(xì)胞處于氧化應(yīng)激的狀態(tài),細(xì)胞內(nèi)的氧化-抗氧化體系平衡被破壞,肝內(nèi)活性氧(ROS)的產(chǎn)生超過抗氧化系統(tǒng)的清除能力,導(dǎo)致線粒體損傷[12]。線粒體是細(xì)胞能量代謝的中心,是β脂肪酸氧化、三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化和電子呼吸鏈傳導(dǎo)的場所。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)[3-4],采用高脂誘導(dǎo)的NAFLD模型大鼠出現(xiàn)肝線粒體損傷,且肝臟脂肪變程度越重,其線粒體功能損傷越明顯。線粒體受損,機(jī)體能量產(chǎn)生和儲備障礙,這既是脂肪肝的結(jié)果,也是導(dǎo)致進(jìn)一步損傷的重要原因,形成惡性循環(huán)。因此,提高與恢復(fù)線粒體低劑量能量功能將成為治療脂肪肝的新方法[13]。
正常情況下,機(jī)體通過線粒體電子傳遞鏈產(chǎn)生ATP提供機(jī)體所需的能量。呼吸鏈酶在線粒體內(nèi)膜上,在線粒體電子傳遞過程中承擔(dān)電子傳遞作用。ATP合酶主要有F0和F1兩部分組成。其中,F(xiàn)1具有催化ATP合成或水解活性的作用,而F0的主要功能則是構(gòu)成離子通道,便于質(zhì)子流通過,對于ATP產(chǎn)生具有導(dǎo)向作用[14]。F0的兩個(gè)主要亞基由線粒體DNA(mtDNA)ATPase6、ATPase8編碼。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與正常組相比,模型組ATPase6、ATPase8表達(dá)明顯減少,給予蔥白提取物干預(yù)后,低、中、高劑量組ATPase6、ATPase8表達(dá)較模型組均升高。ALT的水平反映肝細(xì)胞的受損程度,AST可反映線粒體的受損情況。模型組與正常組相比,AST、ALT的表達(dá)明顯升高,給予蔥白提取物干預(yù)后,低、中、高劑量組AST、ALT的表達(dá)較模型組明顯降低。
圖1 各組大鼠肝組織結(jié)構(gòu)變化(HE,×400)Fig.1 Hepatic morphologic in each group of rats(H E,×400)
表 2 各組大鼠血清 ALT、AST、TC、TG 水平(x±s)Tab.2 Levelsof serum ALT,AST,TC and TG in each group of rats(x±s)
表3 各組大鼠ATPase6、ATPase8 mRNA的表達(dá)(±s)Tab.3 Expression of ATPase6 and ATPase8 mRNA in each group of rats(±s)
表3 各組大鼠ATPase6、ATPase8 mRNA的表達(dá)(±s)Tab.3 Expression of ATPase6 and ATPase8 mRNA in each group of rats(±s)
注:與正常組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05;與蔥白低劑量組比較,△P<0.05。
分組 動物數(shù) 劑量[mg/(kg·d)]ATPase6 mRNA ATPase8 mRNA正常組 10 - 1.00±0.07 1.00±0.08模型組 09 - 0.31±0.04* 0.29±0.07*蔥白低劑量組 10 25 0.61±0.08# 0.60±0.06#蔥白中劑量組 09 50 0.86±0.06#△ 0.92±0.10#△蔥白高劑量組 09 75 0.88±0.04#△ 0.90±0.08#△
中醫(yī)學(xué)認(rèn)為,NAFLD的發(fā)生與“痰”、“瘀”密切相關(guān),痰瘀之邪聚而不散,漸積于肝則痞塊乃成,臨床上以“祛痰降濁、活血化瘀”為治法,部分患者療效仍不盡理想,張介眉教授在多年的臨床實(shí)踐中總結(jié)出采用“通陽法”來治療NAFLD取得很好的療效,為NAFLD的治法提供了另一種思路[15-16]。采用“通陽法”治療NAFLD的思路來源于清代溫病大家葉天士,葉天士指出:“欲除濁陰,急急通陽”,陽氣通則痰濁瘀血可除,本清源斷而陰濁清。關(guān)于蔥白的通陽作用,歷代醫(yī)家多有論述,張仲景謂蔥白不離于陰,以通陰中之陽,其形態(tài)中空,通陽最速。戶菲菲等[17-18]在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)蔥白提取物可以減少HSC模型大鼠肝組織Ⅳ的過度沉積而起到暢通有形之痰瘀阻塞的作用。從本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來看,模型組與正常組相比,肝臟出現(xiàn)明顯脂肪變性,TC、TG水平明顯升高,給予蔥白提取物干預(yù)后,低、中、高劑量組肝脂肪變性明顯減輕,TC、TG水平明顯降低。
綜上所述,蔥白提取物能夠改善NAFLD模型大鼠肝脂肪變性,其機(jī)制可能與提高ATPase6、ATPase8的表達(dá),改善肝線粒體ATP合成有關(guān)。