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小柴胡湯及其拆方對(duì)體外四氯化碳致肝細(xì)胞損傷的影響

2020-09-24 03:14:59李晶晶王思蘆李金娉劉凱肖文淵
江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年16期
關(guān)鍵詞:小柴胡湯肝損傷四氯化碳

李晶晶 王思蘆 李金娉 劉凱 肖文淵

摘要:為探究小柴胡湯及其拆方對(duì)肝細(xì)胞損傷的影響,建立四氯化碳(CCl4)致急性肝細(xì)胞損傷體外模型;給藥后用ELISA試劑盒檢測(cè)培養(yǎng)基中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天門(mén)冬氨酸基轉(zhuǎn)移酶(AST)、丙二醛(MDA)的含量和MTT法檢測(cè)細(xì)胞活率。結(jié)果表明,小柴胡湯及其組成成分中黃芩對(duì)CCl4損傷的肝細(xì)胞保護(hù)效果最好,其次是柴胡、黨參;小柴胡湯優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果表明,保肝效果2號(hào)方劑高濃度組最好。對(duì)小柴胡湯及其拆方的抗肝細(xì)胞損傷效果進(jìn)行探討分析,研究結(jié)果表明,2號(hào)方劑高濃度組可減緩CCl4致肝細(xì)胞損傷,培養(yǎng)基中ALT、AST、MDA水平顯著降低,有效減輕了CCl4所致的肝細(xì)胞病理?yè)p傷,對(duì)抗化學(xué)性肝細(xì)胞損傷具有輔助保護(hù)功能。

關(guān)鍵詞:中藥;四氯化碳(CCl4);肝損傷;小鼠肝細(xì)胞;小柴胡湯

中圖分類(lèi)號(hào):S853.74

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1002-1302(2020)16-0217-05

小柴胡湯出自張仲景《傷寒論》,由柴胡45 g、黃芩45 g、黨參45 g、半夏30 g、炙甘草15 g、生姜 20 g、大棗60 g組成[1],是人醫(yī)臨床上用于治療肝硬化、肝纖維化、肝癌等肝病的經(jīng)典名方?,F(xiàn)代研究表明,小柴胡湯通過(guò)抵御肝功能減弱和四氯化碳(CCl4)、乙醇誘導(dǎo)的腸-肝-腦損傷和炎癥,降低了四氯化碳、乙醇誘發(fā)小鼠肝癌時(shí)的死亡率和肝癌發(fā)生率[2]。孫蘭等研究表明,中藥小柴胡湯對(duì)小鼠硫代乙酰胺、醋酸所致小鼠腹腔毛細(xì)血管通透性增加均有一定的抑制作用[3];加味小柴胡湯對(duì)小鼠肝損傷有明顯的保護(hù)作用,是通過(guò)顯著地降酶、抗氧化、抑制脂質(zhì)過(guò)氧化及調(diào)節(jié)體內(nèi)免疫功能發(fā)揮其抗肝損傷作用[4]。在獸醫(yī)臨床上多種致病因子容易引起肝細(xì)胞損傷,如肝炎病毒、細(xì)菌、寄生蟲(chóng)和工業(yè)污染中的CCl4等都可直接或間接造成肝小葉壞死,嚴(yán)重的可引起肝功能衰竭、營(yíng)養(yǎng)失衡等。肝損傷直接影響動(dòng)物的消化功能,可導(dǎo)致動(dòng)物消化不良、食欲減退、脂類(lèi)代謝障礙等,更容易繼發(fā)其他疾病,如脂肪肝、感染性疾病、肝硬化、肝壞死、肝癌等,直接造成畜禽養(yǎng)殖戶(hù)的經(jīng)濟(jì)損失[5]。小柴胡湯是人醫(yī)臨床治療多種肝臟疾病的經(jīng)典名方,現(xiàn)為將其開(kāi)發(fā)成獸醫(yī)臨床上抗肝損傷有效、低成本的中獸藥,對(duì)其進(jìn)行拆方。首先在7味中藥中找到保肝藥效較好的幾味藥材,再重新組合,并對(duì)其抗急性體外肝細(xì)胞損傷效果進(jìn)行分析探討,旨在為該方劑在獸醫(yī)臨床上應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 藥品與試劑

柴胡(CH)、黃芩(HQ)、黨參(DS)、半夏(BX)、甘草(GC)、生姜(SJ)、大棗(DZ)(購(gòu)自西昌市長(zhǎng)安大藥房);小鼠肝細(xì)胞(NCTC 1469)、RPMI-1640培養(yǎng)基、胰酶、PBS、胎牛血清、青鏈霉素混合液(購(gòu)自武漢普諾賽生命科技有限公司);四甲基噻唑藍(lán)(MTT)(購(gòu)自上海碧云天生物技術(shù)有限公司);二甲基亞砜(DMSO)、四氯化碳、生理鹽水(購(gòu)自成都市科龍化工試劑廠)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 小鼠肝細(xì)胞株(NCTC 1469)的培養(yǎng) 將冷凍保存的NCTC 1469復(fù)蘇后,以1640完全培養(yǎng)基(含10%胎牛血清、1%青鏈霉素混合液)培養(yǎng)于細(xì)胞培養(yǎng)瓶中,在37 ℃、5% CO2條件下培養(yǎng),隔天換液。當(dāng)細(xì)胞長(zhǎng)至單層,以PBS洗3遍,再用1 mL 0.25%胰酶消化1.5 min,吹打成單個(gè)細(xì)胞懸液后計(jì)數(shù)并調(diào)節(jié)數(shù)量為1.5×105個(gè)/mL。在96孔細(xì)胞培養(yǎng)板的每孔中加細(xì)胞懸液100 μL,48孔細(xì)胞培養(yǎng)板的每孔中加細(xì)胞懸液500 μL,放入37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h后用于以下試驗(yàn)。

1.2.2 CCl4致肝細(xì)胞損傷體外模型的建立

1.2.2.1 CCl4誘導(dǎo)肝細(xì)胞損傷單因素試驗(yàn) CCl4和DMSO用0.45 μm針式過(guò)濾器過(guò)濾后等比例混合,取混合物以培養(yǎng)基10倍稀釋至第3管,從第4管以2倍稀釋至第6管,得到6個(gè)不同CCl4終濃度,分別為160.0、16.0、1.6、0.8、0.4、0.2 mg/mL,按“1.2.1”節(jié)方法進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng),經(jīng)48 h長(zhǎng)至85% 96孔細(xì)胞培養(yǎng)板舊培養(yǎng)基棄去,將含以上6個(gè)不同濃度的含CCl4培養(yǎng)基每孔100 μL加入培養(yǎng)板,每個(gè)濃度6個(gè)重復(fù),另設(shè)6個(gè)孔只加完全培養(yǎng)基作空白組,培養(yǎng)24 h后,檢測(cè)細(xì)胞活率,即每孔加20 μL 5 mg/mL的MTT PBS溶液繼續(xù)培養(yǎng)4 h后,棄去培養(yǎng)基,每孔加200 μL DMSO在微量振蕩器上振蕩 15 min,用酶標(biāo)儀測(cè)490 nm處的吸光度代表細(xì)胞活率,D490 nm值越大,細(xì)胞活率越高。

1.2.2.2 DMSO對(duì)肝細(xì)胞使用劑量的安全檢測(cè) DMSO采用0.45 μm針式過(guò)濾器過(guò)濾,用培養(yǎng)基將DMSO配成0.10%、0.08%、0.06%、0.04%共4個(gè)濃度。將培養(yǎng)48 h長(zhǎng)至85% 96孔細(xì)胞培養(yǎng)板舊培養(yǎng)基棄去,混勻含DMSO的培養(yǎng)基并迅速加液,每孔100 μL,每個(gè)濃度6個(gè)重復(fù),另設(shè)6個(gè)孔加完全培養(yǎng)基作空白組,培養(yǎng)24 h后檢測(cè)細(xì)胞活率。

1.2.2.3 CCl4引起肝細(xì)胞損傷的2因子4水平正交試驗(yàn) 該試驗(yàn)是為了篩選出CCl4誘導(dǎo)肝細(xì)胞損傷的最佳作用濃度和作用時(shí)間組合。CCl4和DMSO等體積混合后用0.45 μm針式過(guò)濾器過(guò)濾,用培養(yǎng)基將CCl4配成1.6 mg/mL(0.10%)、1.3 mg/mL(0.08%)、0.9 mg/mL(0.06%)、0.6 mg/mL(0.04%)共4個(gè)濃度。將培養(yǎng)48 h長(zhǎng)至85%的96孔細(xì)胞培養(yǎng)板舊培養(yǎng)基棄去,用混勻含CCl4的培養(yǎng)基迅速加液,每孔100 μL,每個(gè)濃度6個(gè)重復(fù),6個(gè)孔加完全培養(yǎng)基作空白組,放培養(yǎng)箱培養(yǎng)6組為建模成功,且可減少CCl4的用量以及培養(yǎng)時(shí)間。培養(yǎng)6、12、18、24 h后檢測(cè)細(xì)胞活率。

并用SPSS 21.0軟件進(jìn)行分析得出CCl4濃度與作用時(shí)間的最佳組合,以該組合制備細(xì)胞模型的細(xì)胞活率顯著低于空白對(duì)照。

1.2.3 小柴胡湯及其拆方對(duì)體外CCl4致肝細(xì)胞損傷的影響

1.2.3.1 8種水煎劑的制備 采用常規(guī)煎煮法[2]分別制備小柴胡湯全方及其各味藥材的共8種水煎劑,以g(生藥質(zhì)量)/mL表示各水煎劑母液的濃度。

1.2.3.2 8種水煎劑對(duì)肝細(xì)胞最大安全濃度測(cè)定 將8種水煎劑以0.45 μm濾膜過(guò)濾后,采用細(xì)胞培養(yǎng)液將各中藥的水煎液通過(guò)2倍稀釋成6個(gè)不同濃度。取8個(gè)96孔板,分別用于檢測(cè)8種水煎劑的以上濃度對(duì)肝細(xì)胞活率的影響。各培養(yǎng)板按“1.3.1”節(jié)的方法分別接種等量細(xì)胞,培養(yǎng)48 h后,棄去舊培養(yǎng)基,每個(gè)板加入一種水煎劑,每個(gè)濃度6次重復(fù),每個(gè)孔加100 μL含藥培養(yǎng)基;每個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)板設(shè)6個(gè)孔加100 μL純培養(yǎng)基為空白組。常規(guī)培養(yǎng)24 h后,按“1.2.2.1”節(jié)檢測(cè)細(xì)胞活率。

1.2.3.3 8種水煎劑對(duì)體外CCl4致肝細(xì)胞損傷的影響 以正交試驗(yàn)篩選出的CCl4濃度及作用時(shí)間制備出體外肝細(xì)胞損傷模型,將“1.2.3.2”節(jié)篩出的各最大安全濃度的水煎劑以含CCl4的培養(yǎng)基2倍稀釋至第7管,得到7個(gè)供試濃度。取8個(gè)培養(yǎng)板,分別檢測(cè)8個(gè)水煎劑的不同濃度對(duì)體外CCl4致肝損傷的影響,每個(gè)濃度設(shè)6個(gè)重復(fù),同時(shí)設(shè)有空白組和模型組。按“1.2.2.1”節(jié)檢測(cè)細(xì)胞活率。

1.2.4 優(yōu)化小柴胡湯對(duì)體外CCl4致肝細(xì)胞損傷的保護(hù)作用 將“1.2.3.3”節(jié)篩選出的最佳有效濃度的小柴胡湯水煎劑設(shè)為1號(hào)供試液;將“1.2.3.3”節(jié)篩選出與模型組比有顯著差異的單味中藥按原方比例混合藥材后,按“1.2.3.1”節(jié)制備水煎劑設(shè)為2號(hào)供試液;將“1.2.3.3”節(jié)中各單味藥的最佳有效濃度等比例混合后設(shè)為3號(hào)供試液。各供試液用含與“1.2.3.3”節(jié)相同濃度的含CCl4培養(yǎng)基2倍稀釋成高中低3個(gè)濃度。取1個(gè)48孔細(xì)胞培養(yǎng)板,接種細(xì)胞培養(yǎng)48 h后,棄去原培養(yǎng)基,設(shè)空白組、模型組、3個(gè)供試液不同濃度共11個(gè)組,每個(gè)組4個(gè)重復(fù),其中空白組加500 μL培養(yǎng)基,模型組加 500 μL 含CCl4的培養(yǎng)基,其余各組分別加入不同濃度供試液的含CCl4培養(yǎng)基。按“1.2.2.1”節(jié)方法檢測(cè)細(xì)胞活率,并收集培養(yǎng)液,用ELISA試劑盒檢測(cè)培養(yǎng)液中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天門(mén)冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)和丙二醛(MDA)含量的變化。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理與分析 采用SPSS 21.0軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,所有數(shù)據(jù)采用“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,各組數(shù)據(jù)間進(jìn)行方差多重比較,以P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 CCl4誘導(dǎo)肝細(xì)胞損傷單因素試驗(yàn)

由表1可知,160.0 mg/mL CCl4組、16.0 mg/L CCl4組的細(xì)胞活率顯著低于空白組(P<0.05),表明160.0~16.0 mg/mL CCl4會(huì)對(duì)肝細(xì)胞造成明顯的損傷;1.6 mg/mL CCl4組細(xì)胞活率與空白組和 16.0 mg/mL CCl4組細(xì)胞活率均無(wú)顯著性差異,為“1.2.2.3”節(jié)試驗(yàn)使用的CCl4濃度提供參考。

2.2 DMSO對(duì)肝細(xì)胞使用劑量的安全檢測(cè)

由表2可知,與空白組相比,各試驗(yàn)組不同濃度的DMSO對(duì)肝細(xì)胞活率的影響均無(wú)顯著性差異,表明DMSO的使用濃度對(duì)肝細(xì)胞無(wú)損傷作用,只有助溶效果,為試驗(yàn)“1.2.2.3”節(jié)提供參考。

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表3至表5可知,由Ⅲ型平方和比較可知,影響因素中CCl4濃度和培養(yǎng)時(shí)間對(duì)體外CCl4致肝細(xì)胞損傷模型都具有顯著性影響,2個(gè)因素的主次關(guān)系是CCl4濃度>培養(yǎng)時(shí)間,最佳組合應(yīng)為A2B4。試驗(yàn)組D490 nm顯著低于空白組,表明肝細(xì)胞體外損傷模型建模成功。經(jīng)過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化的肝細(xì)胞損傷模型中CCl4濃度為1.3 mg/mL,培養(yǎng)時(shí)間為24 h。

2.4 小柴胡湯及其拆方后8種水煎劑對(duì)肝細(xì)胞的最大安全濃度

由表6可知,組成小柴胡湯的7味藥材中,安全濃度最大的是半夏(BX),安全濃度最小的是黃芩(HQ)。

2.5 8種水煎劑對(duì)CCl4致肝細(xì)胞損傷的影響

由表7可知,空白組細(xì)胞活性顯著高于模型組細(xì)胞活性,表明體外肝細(xì)胞損傷模型建立成功。CH組、HQ組的細(xì)胞活性顯著高于模型組細(xì)胞活性;XCHT組、DS組、GC組、BX組的細(xì)胞活性極顯著高于模型組,結(jié)果表明黃芩保肝效果最好,與模型組相比較細(xì)胞活率提高54.5%,其次是柴胡、黨參;除了生姜和黨參,其余各水煎劑對(duì)損傷的肝細(xì)胞有保護(hù)作用。

2.6 優(yōu)化小柴胡湯對(duì)體外CCl4誘導(dǎo)肝細(xì)胞損傷的保護(hù)作用

由表8可知,空白組細(xì)胞活性與模型組差異顯著,表明體外肝損傷模型建立成功。模型組肝細(xì)胞活性顯著低于1號(hào)方劑高濃度組、2號(hào)方劑高濃度組、3號(hào)方劑高、中濃度組,表明以上4組供試藥物及濃度對(duì)CCl4引起肝細(xì)胞損傷有顯著的抑制作用,且2號(hào)方劑高濃度組對(duì)肝細(xì)胞保護(hù)效果最好。

由表9可知,模型組比空白組MDA含量升高303.6%(P<0.01),AST含量升高68.9%(P<0.01),ALT含量升高57.3%(P<0.05);1號(hào)方劑高濃度組與模型組比MDA含量降低70.4%(P<0.01)、AST含量降低38.3%(P<0.01)、ALT含量降低33.6%(P<0.05);2號(hào)方劑高濃度組與模型組相比MDA含量降低73.0%(P<0.01)、AST含量降低39.4%(P<0.01)、ALT含量降低55.7%(P<0.05),說(shuō)明2號(hào)方劑在該濃度時(shí)也有效抑制了CCl4對(duì)肝細(xì)胞的損傷;3號(hào)方劑高濃度組與模型組相比MDA含量降低71.3%(P<0.01)、AST含量降低37.1%(P<0.01)、ALT含量降低39.3%(P<0.05);3號(hào)方劑中濃度組與模型組相比MDA含量降低了68.4%(P<0.01)、AST含量降低26.8%(P<0.01)、ALT含量降低了25.8%(P<0.05)。結(jié)果表明,體外肝細(xì)胞損傷模型建立成功,保肝效果2號(hào)方劑高濃度組>1號(hào)方劑高濃度組>3號(hào)方劑高濃度組>3號(hào)方劑中濃度組。

3 討論

肝臟疾病是常見(jiàn)病和多發(fā)病,有著發(fā)病率高、治療難度大、易惡化的特點(diǎn),是近年來(lái)全世界臨床治療的重點(diǎn)和難點(diǎn)。多數(shù)肝疾病共有的病變結(jié)果是肝細(xì)胞的損傷,長(zhǎng)期的肝損傷會(huì)導(dǎo)致脂肪肝、肝硬化、肝纖維化甚至肝癌[6-7],所以肝病嚴(yán)重威脅人們的身體健康且造成直接經(jīng)濟(jì)損失。CCl4致肝損傷經(jīng)典模型常用于快速評(píng)價(jià)和篩選保肝藥物[8],當(dāng)CCl4損害肝細(xì)胞時(shí)不但會(huì)增加細(xì)胞膜通透性同時(shí)改變細(xì)胞膜代謝、功能和結(jié)構(gòu),對(duì)機(jī)體造成進(jìn)一步損害[9-10]。當(dāng)肝細(xì)胞膜通透性升高,使得ALT和AST大量滲入細(xì)胞外液,使得培養(yǎng)基中ALT和AST含量突然大量升高[11-12]。ALT與AST是診斷肝臟疾病最常用的酶,其中ALT被世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦為最敏感的肝功能檢測(cè)指標(biāo)之一[13]。MDA在體內(nèi)自然生成,是氧化應(yīng)激的標(biāo)志物,可對(duì)細(xì)胞進(jìn)一步產(chǎn)生破壞作用。體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)能力的降低是脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)生的前提,過(guò)氧化肝損傷時(shí)肝組織MDA含量增高,MDA含量不僅反映了肝細(xì)胞生物膜脂質(zhì)過(guò)氧化的程度,還反映了肝臟疾病的嚴(yán)重程度,因此可作為評(píng)價(jià)反映脂質(zhì)過(guò)氧化的程度和肝損傷程度的指標(biāo)[14-15]。

本試驗(yàn)首次對(duì)小柴胡湯及其拆方的抗肝細(xì)胞損傷效果進(jìn)行探討分析,采用1.3 mg/mL CCl4培養(yǎng)小鼠肝細(xì)胞24 h建立體外肝損模型,通過(guò)測(cè)定中藥水提物24 h后培養(yǎng)基中ALT、AST、MDA的含量,評(píng)價(jià)不同濃度的小柴胡湯及其拆方對(duì)體外CCl2致肝細(xì)胞損傷的保護(hù)作用。結(jié)果表明,2號(hào)方劑高濃度組(4.2 μg/mL)與其拆方中黃芩(0.2 μg/mL)、柴胡(5.0 μg/mL)水提物可減輕CCl4致肝細(xì)胞損傷,培養(yǎng)基中ALT、AST、MDA水平顯著或極顯著降低,有效減輕化學(xué)性毒物所致的肝細(xì)胞病理性損傷,對(duì)抗化學(xué)性肝損傷具有輔助保護(hù)功能,其機(jī)制可能與中藥提取物抑制轉(zhuǎn)氨酶、穩(wěn)定細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、抗氧化及清除自由基等作用有關(guān)。本試驗(yàn)用8 mmol/mL CCl4損傷小鼠肝細(xì)胞建立體外肝損模型,在檢測(cè)CCl4毒性試驗(yàn)時(shí),由于CCl4不溶于培養(yǎng)基,采用等體積的DMSO助溶,檢測(cè)后設(shè)定可正交試驗(yàn)需要CCl4的濃度,所以DMSO的毒性試驗(yàn)只需要檢測(cè)需要DMSO濃度的毒性,其結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組差異不顯著,正交試驗(yàn)細(xì)胞的損傷均由CCl4造成。通過(guò)測(cè)定給藥24 h后培養(yǎng)基中ALT、AST、MDA的含量,評(píng)價(jià)不同濃度的小柴胡湯與其拆方對(duì)體外CCl4致肝損傷的保護(hù)作用。在建模過(guò)程使用更少的DMSO助溶,減少了化學(xué)藥物的使用,既節(jié)約了能源又減輕了環(huán)境的負(fù)擔(dān),培養(yǎng)24 h能有效縮短培養(yǎng)時(shí)間并能達(dá)到相同的試驗(yàn)?zāi)康摹P〔窈鷾c其拆方水提物可減輕CCl4致肝損傷,培養(yǎng)基中ALT、AST、MDA水平顯著降低,有效減輕了化學(xué)性毒物所致的肝組織病理?yè)p傷,對(duì)化學(xué)性肝損傷具有輔助保護(hù)功能,其作用機(jī)制與抑制轉(zhuǎn)氨酶穩(wěn)定細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、抗氧化、清除自由基等作用有關(guān)。

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