彭山珊
非酒精性脂肪性肝?。∟AFLD)已經(jīng)成為全球主要慢性病之一及我國重要的公共衛(wèi)生問題,但尚缺乏理想的防治措施。在網(wǎng)上查詢的時候,我發(fā)現(xiàn)了一種天然植物——莓茶,莓茶產(chǎn)地分布在長江流域以南,如湖北西南部、云南東南部、福建、廣西、廣東、湖南等地,“長壽之鄉(xiāng)”廣西巴馬也盛產(chǎn)莓茶。網(wǎng)上提到莓茶的保健功能有很多,尤其聲稱脂肪肝患者長期飲用有明顯的效果?!拜枋欠袢缇W(wǎng)上所描述的那樣可以緩解脂肪肝和減輕肝纖維化?”帶著這個問題,我開始了本課題的研究。
膳食營養(yǎng)干預(yù)在慢性病防治中的重要作用已被廣泛關(guān)注,特別是植物性食物在慢性疾病防治中的作用日益凸顯。研究發(fā)現(xiàn),一些多酚類化合物能夠改善NAFLD患者肝脂肪變,抑制炎性反應(yīng),延緩NAFLD疾病進程。二氫楊梅素(DHM)又名蛇葡萄素,屬于多酚類中的黃酮類化合物,在天然植物莓茶中含量甚高,在嫩莖葉中含量高達30%以上(以干重計),遠遠高于莓茶中其他黃酮類化合物。因此,二氫楊梅素是莓茶中的主要天然活性成分。結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究進展,我們率先提出了“莓茶可能防治NAFLD”的理論假說,并推測莓茶的健康功效可能主要與“二氫楊梅素改善肝臟脂質(zhì)代謝和調(diào)節(jié)細胞外基質(zhì)產(chǎn)生”有關(guān)。
為闡明這一理論假說,我們擬利用高脂誘導的動物模型,研究二氫楊梅素對NAFLD發(fā)生中脂代謝及肝纖維化的作用,并進一步通過細胞實驗,研究二氫楊梅素對肝星狀細胞分泌的細胞外基質(zhì)的影響,并闡明腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/Smad介導的相關(guān)信號通路在其中的作用。本課題研究結(jié)果將為NAFLD防治提供新的膳食營養(yǎng)干預(yù)策略。@實驗方法
取8周齡的雄性129野生型小鼠40只,隨機分為4組,每組10只,干預(yù)持續(xù)12周。①SD組:給予基礎(chǔ)飼料;②HFD組:給予高脂飼料;③HFD+DHM組:給予含有0.6%DHM的高脂飼料(相當于);④DHM組:給予含有0.6%DHM的基礎(chǔ)飼料。
利用高脂膳食誘導小鼠建立動物模型,檢測二氫楊梅素(DHM)干預(yù)后對肝臟脂質(zhì)沉積、血脂譜、肝臟炎癥、肝纖維化發(fā)生等的影響;利用大鼠原代肝星狀細胞及肝星狀細胞株HSC T6,DHM干預(yù)后,CCK 8法檢測細胞活力;Annexin V FITC/PI染色和流式細胞儀檢測細胞凋亡和細胞周期;免疫細胞化學法檢測活化蛋白a-SMA的表達;ELISA法檢測細胞外基質(zhì)COL-I、COL-III、TIMP-1及MMMP-1產(chǎn)生水平;qRT-PCR和We.stem Blot分別檢測AMPK、Smad家族蛋白及細胞外基質(zhì)基因mRNA和蛋白的表達;進而利用AMPK激動劑(AICAR)和AMPK抑制劑(CompoundC)及AMPK和Smad7的siRNA干預(yù)HSC-T6細胞株,qRT-PCR和We.stem Blot法分別檢測細胞外基質(zhì)及相關(guān)基因mRNA和蛋白的表達。
主要實驗結(jié)果
二氫楊梅素能夠改善肝臟脂代謝及延緩高脂誘導的NAFLD進程
通過建立高脂誘導小鼠模型,DHM干預(yù)后能夠顯著抑制小鼠體重增加,減少肝臟脂肪蓄積(圖1),改善血脂譜,減輕肝臟炎癥損傷和抑制肝谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)水平升高(圖2),并能夠改善肝纖維化程度(圖3)。結(jié)果表明:DHM能夠改善肝臟脂代謝及延緩高脂誘導的NAFLD進程。
二氫楊梅素能夠顯著抑制肝星狀細胞活化并調(diào)節(jié)細胞外基質(zhì)水平,可能與其對Smads蛋白表達的調(diào)節(jié)作用有關(guān)
利用轉(zhuǎn)化生長因子TGF-β1誘導原代肝星狀細胞(HSC)和HSC-T6細胞株建立細胞模型,DHM處理后能明顯抑制TGF-β1誘導的原代HSC細胞和HSC-T6細胞株的增殖活化,調(diào)節(jié)細胞周期,促進細胞凋亡,降低COL-I和基質(zhì)金屬蛋白酶抑制物TIMP 1及增加基質(zhì)金屬蛋白酶MMP-1等細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生,降低肝星狀細胞內(nèi)a-平滑肌肌動蛋白(a-SMA)的表達。同時,DHM還能抑制TGF-β1誘導的COL-I、Smad3、Smad4的mRNA表達水平增加及MMP-1和Smad7的mRNA表達水平降低。最后DHM能抑制TGF-β1對HSC-T6細胞腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、Smad2/3、Smad4、Smad7蛋白表達的影響。
二氫楊梅素通過促進AMPK磷酸化及Smad7表達,進而抑制Smad4表達和Smad2/3磷酸化,最終減少TGF-β1誘導的HSC中ECM分泌和HSC活化
采用AMPK抑制劑或siRNA分別抑制或沉默AMPK表達后,DHM對TGF-β1誘導的HSC中Smad2/3磷酸化及Smad4和Smad7蛋白表達的影響被抑制;而利用AMPK激動劑AICAR預(yù)處理后,DHM能夠協(xié)同AICAR促進AMPK磷酸化、減少Smad2/3的磷酸化和Smad4蛋白表達及增加Smad7蛋白表達水平。以上結(jié)果提示:AMPK在介導DHM對TGF-β1誘導HSC細胞內(nèi)Smad2/3磷酸化及Smad4和Smad7表達的調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用。利用siRNA沉默Smad7基因表達后,DHM對TGF-β1誘導的HSC-T6細胞中COL-I、COL-III和TIMP-1 mRNA表達的抑制及對MMP 1 mRNA的促進作用被削弱,提示Smad7在DHM調(diào)節(jié)HSC細胞ECM的mRNA表達中起關(guān)鍵作用。
結(jié)論
二氫楊梅素能夠調(diào)節(jié)肝臟脂代謝,減少肝脂質(zhì)沉積及改善NAFLD肝纖維化,并可能通過AMPK/Smad信號通路抑制肝星狀細胞活化及調(diào)節(jié)細胞外基質(zhì)水平,延緩NAFLD進程。
創(chuàng)新性
本課題率先提出“莓茶可能具有防治NAFLD的功效”的理論假說,并通過動物實驗和細胞實驗發(fā)現(xiàn)莓茶中的主要天然活性成分二氫楊梅素具有改善肝臟脂代謝、減少肝脂質(zhì)沉積及調(diào)節(jié)細胞外基質(zhì)產(chǎn)生的作用。研究結(jié)果證實了本課題的理論假說。
本研究通過實驗研究,率先發(fā)現(xiàn)二氫楊梅素能夠改變高脂誘導動物的血脂譜,減少肝臟脂質(zhì)沉積和炎性反應(yīng),延緩肝纖維化進程,并可能通過促進肝星狀細胞AMPK磷酸化及Smad7表達,進而抑制Smad4表達和Smad2/3磷酸化,最終調(diào)節(jié)TGF-β1誘導的細胞外基質(zhì)相關(guān)基因表達,調(diào)節(jié)細胞外基質(zhì)產(chǎn)生。研究結(jié)果初步闡明了二氫楊梅素調(diào)節(jié)脂代謝和細胞外基質(zhì)的作用機制,為其防治NAFLD提供了科學依據(jù)。
小結(jié)
二氫楊梅素是天然植物莓茶中富含的主要多酚類植物化學物,來源經(jīng)濟方便,人體食用安全。本課題為NAFLD人群(包括NAFLD肝纖維化患者)提供了新的膳食營養(yǎng)干預(yù)策略。
本課題研究為莓茶的保肝和抗纖效果提供了科學依據(jù),同時為基于莓茶的功能性食品研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
本課題初步揭示了二氫楊梅素的作用分子機制,為NAFLD防治研究提供了新的研究思路和干預(yù)靶點。