張露露 余真君 何寶澤
自身免疫性肝炎(AIH)是一種以肝細胞破壞為特征的自身免疫性炎癥疾病,近年來其發(fā)病率在全球范圍內(nèi)呈上升趨勢[1]。免疫抑制劑(潑尼松和硫唑嘌呤)是臨床治療AIH 的有效藥物,但這些藥物的骨髓抑制和庫欣綜合征等不良反應嚴重[2]。柚皮素是一種生物類黃酮,具有抗癌、抗誘變、抗炎和抗氧化等多種功能[3]。研究發(fā)現(xiàn),柚皮素通過減少腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的積累和抑制細胞凋亡,對心肌缺血/再灌注損傷具有保護作用[4]。此外,柚皮素可以抑制四氯化碳誘導的小鼠肝臟脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的損傷[5]。刀豆球蛋白A(ConA)是一種植物凝集素,可促進T細胞有絲分裂并誘導AIH[6]。當用ConA 處理小鼠時,肝臟釋放白細胞介素-6(IL-6)、TNF-α和干擾素-γ(IFN-γ)等多種炎性細胞因子,從而導致肝組織發(fā)生凋亡和自噬[7]。因此,本研究探討柚皮素在ConA 誘導的AIH 中的保護作用及腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TRAF6)/c-Jun 氨基末端激酶(JNK)信號通路的潛在作用,為柚皮素治療AIH 提供實驗依據(jù)。
1.1 實驗動物 72 只SPF 級雄性C57BL/6 小鼠,體質(zhì)量25~30g,購自中國醫(yī)藥研究開發(fā)中心有限公司,動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(京)2019-0034,動物使用許可證號:SYXK(京)2019-0051,動物質(zhì)量合格證號:HG50131702,在溫度22~24℃、相對濕度50%~70%的環(huán)境中自由進食和飲水,控制飼養(yǎng)環(huán)境晝夜循環(huán)(12h/12h),適應性喂養(yǎng)1 周。本研究經(jīng)臺州恩澤醫(yī)療中心(集團)恩澤醫(yī)院倫理委員會審核通過,批件編號:LS-2020(字)0037 號。
1.2 主要藥物、試劑與儀器 柚皮素(原料藥,純度98%,湖南華騰制藥有限公司,批號93602-28-9);硫唑嘌呤(上海信誼藥廠有限公司,規(guī)格:50mg/片,批號20200109);ConA(美國Sigma 公司,批號11028-70);丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)檢測試劑盒(上海仁捷生物科技有限公司,批號080120、080122);蘇木精-伊紅(HE)染色液(上海碧云天生物技術(shù)研究所,批號C0107);IL-6和TNF-α 酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)試劑盒(北京方程生物科技有限公司,批號MM-0670R22、MM-0670R84);RIPA 裂解液(上海生工生物工程有限公司,批號175056);ECL 化學發(fā)光試劑盒(美國GE 公司,批號KL5179-23);TRAF6、JNK、磷酸化JNK(p-JNK)、B細胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、Bcl-2 相關(guān)X 蛋白(Bax)和β-肌動蛋白(β-actin)抗體、山羊抗鼠二抗(美國Santa Cruz 公司,批號SC-5218、SC-5328、SC-5329、SC-4176、SC-5249、SC-6175、SC-0119);全自動生化分析儀(日本Olympus 公司,型號AU2700);組織脫水機、包埋機、全自動輪轉(zhuǎn)切片機等病理配套設備(德國Leica 公司,型號ASP200S、EG1160、RM2265);光學顯微鏡(日本Nikon 公司,型號MM-800);臺式冷凍離心機(德國Heraeus 公司,型號Sorvall STR ATOS);酶標分析儀、垂直電泳儀(美國BIO-RAD 公司,型號xMark、1658000);凝膠成像儀(美國UVP 公司,型號Gelstudio touch)。
1.3 分組、造模及給藥 按照隨機數(shù)字表法將72 只小鼠分為陰性對照組,模型組,柚皮素低(30mg/kg)、中(60mg/kg)、高(120mg/kg)劑量組[8]和陽性對照組(2mg/kg)[9],每組12 只。模型組,柚皮素低、中、高劑量組和陽性對照組一次性尾靜脈注射ConA(12mg/kg)制備AIH 模型[10],陰性對照組尾靜脈注射等量生理鹽水。注射完畢之后,柚皮素低、中、高劑量組分別給予柚皮素(劑量依次為30、60、120mg/kg,將柚皮素和生理鹽水配制成濃度分別為3、6、12mg/mL 的溶液,灌胃體積10mL/kg)灌胃;陽性對照組給予硫唑嘌呤(2mg/kg,將硫唑嘌呤和生理鹽水配制成濃度為0.2mg/mL 的溶液,灌胃體積10mL/kg)灌胃;陰性對照組和模型組給予等量生理鹽水灌胃,每天1 次,持續(xù)給予5 天。
1.4 血清ALT和AST 水平測定 末次灌胃24h 后眼靜脈取血,離心(轉(zhuǎn)速4500r/min,離心半徑10cm)10min,分離血清,采用全自動生化分析儀酶法檢測血清ALT和AST 水平。
1.5 HE 染色觀察小鼠肝臟病理改變 末次灌胃24h 后,頸脫臼處死小鼠分離肝組織,將肝左葉用甲醛固定,其余肝組織液氮保存。肝左葉經(jīng)甲醛固定24h 后,進行脫水、包埋,切片厚度1μm,常規(guī)HE 染色,觀察肝組織病理學改變。
1.6 ELISA 法檢測肝組織IL-6和TNF-α 水平 取凍存肝組織,制成勻漿,將相應一抗稀釋至10μg/mL,加入到96 孔板中(0.1mL/孔),4℃過夜,洗滌3 次,加肝勻漿(0.1mL)于上述反應孔中,37℃孵育1h;加入新配置的相對應二抗0.1mL,孵育1h;加入新配置的3,3',5,5'-四甲基聯(lián)苯胺(TMB)底物溶液(0.1mL),顯色(20min);加入2mol/L 硫酸(0.05mL)終止反應,于450nm 處測各孔吸光度(A)值。
1.7 蛋白免疫印跡法檢測肝組織TRAF6、JNK、p-JNK、Bcl-2和Bax 水平 取凍存肝組織,制成勻漿,按1∶9 的比例加入RIPA 裂解液,冰浴2h,離心(轉(zhuǎn)速4500r/min,離心半徑10cm)10min 后取上清,每管加入1/5 體積的5×Buffer,100℃煮10min 進行變性,進行電泳(20μg/孔),將印跡轉(zhuǎn)移到聚偏氟乙烯膜上,然后用5%脫脂牛奶在室溫下封膜1h,加入TRAF6、JNK、p-JNK、Bcl-2、Bax和β-actin 一抗(均為1∶500稀釋)4℃孵育過夜,用山羊抗鼠二抗(1∶5000)在室溫下孵育30min,進行顯色,采集圖像,通過Image LabTM 軟件獲取信號并估計強度,以β-actin 作為內(nèi)對照。
1.8 統(tǒng)計學方法 應用統(tǒng)計軟件SPSS 23.0 進行數(shù)據(jù)處理,實驗數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標準差(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,進一步組間兩兩比較用SNK-q 檢驗,以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 各組小鼠血清ALT和AST 水平比較與陰性對照組比較,模型組小鼠血清ALT和AST 水平升高(P<0.05);與模型組比較,柚皮素低、中、高劑量組和陽性對照組小鼠血清ALT和AST 水平降低,柚皮素各劑量組之間呈劑量效應關(guān)系(P<0.05);柚皮素高劑量組與陽性對照組作用相似(P>0.05)。見表1。
表1 各組小鼠血清ALT和AST 水平比較(U/L,±s)
注:陰性對照組灌胃生理鹽水;模型組灌胃生理鹽水;柚皮素低劑量組灌胃30mg/kg 柚皮素;柚皮素中劑量組灌胃60mg/kg 柚皮素;柚皮素高劑量組灌胃120mg/kg 柚皮素;陽性對照組灌胃2mg/kg 硫唑嘌呤;ALT 為丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶;AST 為天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶;與陰性對照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與柚皮素低劑量組比較,cP<0.05;與柚皮素中劑量組比較,dP<0.05
2.2 各組小鼠肝臟病理改變比較 陰性對照組小鼠肝臟結(jié)構(gòu)未見明顯異常;模型組小鼠見大片肝細胞壞死,肝索排列紊亂,同時伴有炎性細胞浸潤;柚皮素各劑量組和陽性對照組病理改變較模型組減輕,且柚皮素高劑量組與陽性對照組只存在輕度肝細胞壞死。見圖1。
圖1 各組小鼠肝臟病理圖(HE 染色×200)
2.3 各組小鼠肝組織IL-6和TNF-α 水平比較與陰性對照組比較,模型組小鼠肝組織IL-6和TNF-α水平升高(P<0.05);與模型組比較,柚皮素低、中、高劑量組和陽性對照組小鼠肝組織IL-6和TNF-α 水平降低,柚皮素各劑量組之間呈劑量效應關(guān)系(P<0.05);柚皮素高劑量組與陽性對照組作用相似(P>0.05)。見表2。
表2 各組小鼠肝組織IL-6和TNF-α 水平比較(pg/mL,±s)
表2 各組小鼠肝組織IL-6和TNF-α 水平比較(pg/mL,±s)
注:陰性對照組灌胃生理鹽水;模型組灌胃生理鹽水;柚皮素低劑量組灌胃30mg/kg 柚皮素;柚皮素中劑量組灌胃60mg/kg 柚皮素;柚皮素高劑量組灌胃120mg/kg 柚皮素;陽性對照組灌胃2mg/kg 硫唑嘌呤;IL-6 為白細胞介素-6;TNF-α 為腫瘤壞死因子-α;與陰性對照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與柚皮素低劑量組比較,cP<0.05;與柚皮素中劑量組比較,dP<0.05
2.4 各組小鼠肝組織TRAF6、JNK和p-JNK 蛋白水平比較 各組小鼠肝組織JNK 蛋白水平比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);與陰性對照組比較,模型組小鼠肝組織TRAF6和p-JNK 蛋白水平增加(P<0.05);與模型組比較,柚皮素低、中、高劑量組和陽性對照組小鼠肝組織TRAF6和p-JNK 蛋白水平降低,柚皮素各劑量組之間呈劑量效應關(guān)系(P<0.05);柚皮素高劑量組與陽性對照組作用相似(P>0.05)。見表3、圖2。
圖2 各組小鼠肝組織TRAF6、JNK和p-JNK 蛋白表達印跡圖
表3 各組小鼠肝組織TRAF6、JNK和p-JNK 蛋白水平比較(±s)
表3 各組小鼠肝組織TRAF6、JNK和p-JNK 蛋白水平比較(±s)
注:陰性對照組灌胃生理鹽水;模型組灌胃生理鹽水;柚皮素低劑量組灌胃30mg/kg 柚皮素;柚皮素中劑量組灌胃60mg/kg 柚皮素;柚皮素高劑量組灌胃120mg/kg 柚皮素;陽性對照組灌胃2mg/kg 硫唑嘌呤;TRAF6 為腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6;JNK 為c-Jun 氨基末端激酶;p-JNK 為磷酸化c-Jun 氨基末端激酶;與陰性對照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與柚皮素低劑量組比較,cP<0.05;與柚皮素中劑量組比較,dP<0.05
2.5 各組小鼠肝組織Bcl-2和Bax 蛋白水平比較與陰性對照組比較,模型組小鼠肝組織Bcl-2 蛋白和Bcl-2/Bax 水平降低,Bax 蛋白水平增加(P<0.05);與模型組比較,柚皮素低、中、高劑量組和陽性對照組小鼠肝組織Bcl-2 蛋白和Bcl-2/Bax 水平增加,Bax 蛋白水平降低,柚皮素各劑量組之間呈劑量效應關(guān)系,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);柚皮素高劑量組與陽性對照組作用相似(P>0.05)。見表4、圖3。
表4 各組小鼠肝組織Bcl-2和Bax 蛋白水平比較(±s)
表4 各組小鼠肝組織Bcl-2和Bax 蛋白水平比較(±s)
注:陰性對照組灌胃生理鹽水;模型組灌胃生理鹽水;柚皮素低劑量組灌胃30mg/kg 柚皮素;柚皮素中劑量組灌胃60mg/kg 柚皮素;柚皮素高劑量組灌胃120mg/kg 柚皮素;陽性對照組灌胃2mg/kg 硫唑嘌呤;Bcl-2 為B細胞淋巴瘤/白血病-2;Bax 為B細胞淋巴瘤/白血病-2相關(guān)X 蛋白;與陰性對照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與柚皮素低劑量組比較,cP<0.05;與柚皮素中劑量組比較,dP<0.05
圖3 各組小鼠肝組織Bcl-2和Bax 蛋白表達印跡圖
柚皮素是一種草藥提取物,具有顯著的抗炎和抗氧化活性,已有研究證明柚皮素對肝損傷具有保護作用,通過抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路,發(fā)揮抗肝細胞凋亡作用[11]。同時,柚皮素通過阻止NADPH 氧化酶1(Nox1)蛋白質(zhì)的產(chǎn)生,對膽總管結(jié)扎(BDL)誘導的肝損傷具有炎癥抑制作用[8]。
AIH 的發(fā)病主要是由于免疫調(diào)節(jié)功能紊亂,免疫系統(tǒng)以肝臟自身抗原為靶點,引起不可控制的免疫反應,從而導致肝臟持續(xù)損傷,而炎癥是肝細胞損傷的重要機制之一[12],炎性細胞因子(TNF-α、IFN-γ和IL-6)在ConA 致肝損傷的發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用[13]。肝細胞損傷后,ALT和AST 均被釋放,這些標記物被廣泛用于肝損傷檢測[14]。本研究發(fā)現(xiàn),模型組小鼠血清ALT、AST和肝組織IL-6、TNF-α 水平高于陰性對照組,柚皮素低、中、高劑量組小鼠血清ALT、AST和肝組織TNF-α和IL-6 水平低于模型組。組織病理學證據(jù)也表明,柚皮素各劑量組小鼠肝臟炎癥和肝細胞壞死明顯減輕。因此,柚皮素在ConA 誘導的炎癥性肝損傷中起著明顯的抗炎作用。
TRAF6 是一種細胞質(zhì)銜接蛋白,在哺乳動物組織中廣泛表達,被認為是許多具有免疫調(diào)節(jié)功能的受體家族的下游因子,可以激活多種信號傳導途徑,包括JNK 途徑[15]。TRAF6 的表達與癌癥和自身免疫性疾病等多種疾病密切相關(guān)。通過抑制TRAF6 的表達,可以有效減輕肝臟損傷[16]。此外,TRAF6 敲低可阻斷Toll 樣受體4(TLR4)誘導的JNK 磷酸化[17]。TRAF6/JNK信號傳導是許多系統(tǒng)疾病的關(guān)鍵潛在機制之一。p-JNK 是JNK 的活性形式,在ConA 注射后產(chǎn)生p-JNK,并轉(zhuǎn)移到核膜或線粒體膜上,引起肝臟損害[18]。凋亡對于炎癥相關(guān)的肝病至關(guān)重要,可由內(nèi)源性或外源性因素誘導。p-JNK 可以轉(zhuǎn)運至線粒體膜,使Bcl-2 失活,導致細胞色素C(Cyt C)的釋放,啟動半胱氨酸蛋白酶(caspases)介導的凋亡[19]。本研究發(fā)現(xiàn),模型組小鼠肝組織TRAF6、p-JNK和Bax 蛋白水平高于陰性對照組,Bcl-2 蛋白和Bcl-2/Bax 水平低于陰性對照組;柚皮素低、中、高劑量組小鼠肝組織TRAF6、p-JNK和Bax 蛋白水平低于模型組,Bcl-2 蛋白和Bcl-2/Bax 水平高于模型組。提示柚皮素可能通過抑制TRAF6 的表達,從而抑制JNK 的磷酸化,抑制肝細胞凋亡,減輕ConA 誘導的肝損傷。
綜上所述,柚皮素可能通過抑制TRAF6/JNK信號通路,減輕AIH 模型小鼠肝臟炎癥反應,抑制肝細胞凋亡,發(fā)揮肝臟保護作用,可能是治療AIH 的潛在治療藥物,但其臨床應用仍需大量研究來論證。