都?jí)舴?,胥冰,向汝,郭東艷,范妤,史曉燕,段麗芳
(陜西中醫(yī)藥大學(xué)1.醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院,2.陜西省中藥基礎(chǔ)與新藥研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室3.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,陜西 咸陽(yáng)712046)
酒精性肝?。╝lcoholic liver disease, ALD)指攝入過(guò)量酒精引起的廣泛肝損傷,導(dǎo)致酒精性脂肪肝、酒精性肝炎、酒精性肝纖維化及酒精性肝硬化等一系列肝臟損傷的疾病[1],隨著持續(xù)大量攝入酒精而逐級(jí)病變。目前ALD 發(fā)病率在肝臟疾病中排第2 位,僅次于病毒性肝炎,隨著疾病的進(jìn)展會(huì)逐漸發(fā)展為不可逆的肝硬化,甚至肝癌,嚴(yán)重威脅患者的健康[2]。酒精性肝損傷目前沒(méi)有較好的臨床治療策略,西醫(yī)主要以營(yíng)養(yǎng)支持和對(duì)癥治療為主,療效甚微,不良反應(yīng)較多[3]。我國(guó)傳統(tǒng)中藥可保肝護(hù)肝、健脾和胃、降低轉(zhuǎn)氨酶、加快乙醇代謝,還能逆轉(zhuǎn)酒精導(dǎo)致的肝細(xì)胞損傷,減輕酒精代謝物對(duì)臟器的損傷[4],因此從中草藥中提取有效成分,探尋預(yù)防和治療酒精性肝損傷的新藥物具有重要意義。
苦參堿是一種四環(huán)喹啉嗪生物堿[5],主要存在于苦參、廣豆根、苦豆子等豆科植物中,具有抗炎、抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗纖維化等藥理作用[6],目前臨床上主要用于輔助其他藥物對(duì)病毒性肝炎和腫瘤等疾病進(jìn)行治療[7]。有研究表明苦參堿可調(diào)節(jié)機(jī)體的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng),協(xié)同保護(hù)潰瘍性結(jié)腸炎和肺損傷[8]??鄥A可明顯改善四氯化碳誘導(dǎo)的藥物性肝損傷,增強(qiáng)抗氧化物酶,減少肝損傷產(chǎn)生高氨血癥引起的氧化應(yīng)激,調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥,減少四氯化碳誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡引起的焦慮和抑郁等[9]。但其在酒精性肝損傷中的保護(hù)作用還不清楚。因此本文主要針對(duì)苦參堿在酒精性肝損傷中的抗氧化作用進(jìn)行研究,探究苦參堿的肝保護(hù)作用。
SPF 級(jí)雄性昆明小鼠30 只,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(陜)2018-001,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào):SYXK(陜)2015-002,體重(20±2)g,購(gòu)于西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。小鼠分籠飼養(yǎng),室溫保持(20±3)℃,模擬正常光照時(shí)間,普通飼料喂養(yǎng)。本實(shí)驗(yàn)遵循實(shí)驗(yàn)動(dòng)物保護(hù)和使用指南,并經(jīng)陜西中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。
苦參堿標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自山東瑞陽(yáng)制藥股份有限公司,溶解于葡萄糖溶液后參照成人用量折算,按比例分別制成高劑量組(2.8 mg/kg)、低劑量組(1.4 mg/kg)。
丙二醛(Malondialdehyde, MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、還原型谷胱甘肽(Glutathione, GSH)、過(guò)氧化氫酶(Catalase, CAT)、甘油三酯(Triglyceride, TG)測(cè)定試劑盒,丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase, ALT)、天門(mén)冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate aminotransferase, AST)試劑盒、總膽紅素(total bilirubin, T-BIL)試劑盒均購(gòu)自南京建成生物工程研究所。BCA 蛋白定量檢測(cè)試盒購(gòu)自武漢博士德生物工程有限公司,油紅O 染色試劑盒購(gòu)自西安赫特生物科技有限公司,HE 染色試劑盒購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司。
DM4000B 顯微鏡、石蠟切片機(jī)購(gòu)自德國(guó)Leica 公司,ELx808 酶標(biāo)儀購(gòu)自美國(guó)Bio Tek 公司,TC-120S 型生物組織自動(dòng)脫水機(jī)、TB-718EL 生物組織包埋機(jī)、TK-218II 生物組織攤片、烤片機(jī)購(gòu)自湖北泰維科技實(shí)業(yè)有限公司,Centrifuge 5417R 臺(tái)式冷凍高速離心機(jī)購(gòu)自德國(guó)Eppendorf 公司。
1.4.1 動(dòng)物分組與藥物干預(yù) 將30 只小鼠根據(jù)隨機(jī)分類法分為空白組、模型組、陽(yáng)性對(duì)照組(聯(lián)苯雙酯滴丸125 mg/kg)、苦參堿高劑量組(苦參堿注射液2.8 mg/kg)、苦參堿低劑量組(苦參堿注射液1.4 mg/kg)。各組按照10 ml/(kg·d)劑量進(jìn)行尾靜脈注射,空白組和模型組注射同等劑量的葡萄糖溶液。實(shí)驗(yàn)期間不限進(jìn)食和飲水,連續(xù)給藥14 d,末次給藥12 h 后,除空白組外,其余各組按12 ml/kg一次性灌胃50%乙醇,復(fù)制急性酒精性肝損傷模型,16 h 后取血和肝臟。
1.4.2 一般形態(tài)觀察 在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,觀察小鼠的體重變化、進(jìn)食、飲水、毛發(fā)、精神狀態(tài)、行為及死亡情況,有任何異常情況及時(shí)記錄。
1.4.3 肝指數(shù)測(cè)定 4℃生理鹽水漂洗肝臟,吸干水分后稱重。肝臟指數(shù)(%)=肝臟重量(g)/小鼠體重(g)×100%
1.4.4 血清生化指標(biāo)檢測(cè) 血液樣品靜置2 h,冷凍離心機(jī)4℃、3 500 r/min 離心10 min,取上清液用于檢測(cè)血清ALT、AST 和T-BIL。
1.4.5 肝組織的病理切片觀察 肝左葉最大橫截面取2~3 mm,經(jīng)固定、脫水、透明、浸蠟、包埋、切片后,按照蘇木精-伊紅染色試劑盒步驟染色,封片后在光學(xué)顯微鏡下觀察各組小鼠肝組織的病理變化。
1.4.6 肝組織相關(guān)指標(biāo)檢測(cè) 取適量肝組織樣本,加入10 倍預(yù)冷生理鹽水,研磨后制備成10%的組織勻漿,4℃條件下3 500 r/min 離心10 min,吸取上清液,進(jìn)行蛋白定量后檢測(cè)MDA、TG、SOD、CAT、GSH 水平。
1.4.7 肝細(xì)胞脂滴沉積分析 取OCT 包埋膠固定的肝組織,用冷凍切片機(jī)-20℃切至10 μm,切片用10%的中性甲醛固定,60%異丙醇漂洗,經(jīng)油紅O 滴染、漂洗、復(fù)染后,甘油封片。光學(xué)顯微鏡下觀察各組肝組織脂滴分布。應(yīng)用Image-Pro Plus 6.0軟件半定量測(cè)定脂滴的平均光密度。
數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,比較用方差分析,進(jìn)一步的兩兩比較用LSD-t檢驗(yàn)。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
空白組、模型組、陽(yáng)性對(duì)照組、苦參堿高劑量組、苦參堿低劑量組肝指數(shù)分別為(5.01±0.34)% 、(5.91±0.24)% 、(5.29±0.54)% 、(5.41±0.40)%和(5.51±0.25)%,經(jīng)單因素方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=8.904,P=0.001),模型組較空白組增加(P<0.05),苦參堿高劑量組、苦參堿低劑量組、陽(yáng)性對(duì)照組較模型組降低(P<0.05)。
各組血清AST、ALT、T-BIL 相對(duì)表達(dá)量比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),模型組較空白組升高(P<0.05),提示小鼠肝損傷模型復(fù)制成功。陽(yáng)性對(duì)照組、苦參堿高劑量組、苦參堿低劑量組較模型組降低(P<0.05),提示苦參堿預(yù)處理可改善急性肝損傷小鼠模型的ALT、AST、T-BIL 活性。見(jiàn)表1。
表1 各組血清AST、ALT、T-BIL水平比較(n=6,±s)
表1 各組血清AST、ALT、T-BIL水平比較(n=6,±s)
組別空白組模型組陽(yáng)性對(duì)照組苦參堿高劑量組苦參堿低劑量組F 值P 值A(chǔ)ST/(u/L)54.38±7.58 166.98±20.37 60.43±8.33 88.25±13.31 109.17±15.81 10.017 0.001 ALT/(u/L)27.43±3.06 41.34±5.48 31.71±4.13 32.48±5.35 35.04±4.03 4.307 0.024 T-BIL/(μmol/L)2.92±1.11 38.84±10.14 13.80±8.96 22.77±7.96 25.18±5.48 16.356 0.000
空白組肝組織結(jié)構(gòu)正常,肝索排列清晰整齊,無(wú)肝細(xì)胞變性、壞死,未見(jiàn)脂肪變性。模型組肝小葉結(jié)構(gòu)不清晰,肝索雜亂排列,大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),肝實(shí)質(zhì)間出現(xiàn)大量細(xì)胞空洞,核固縮深染,肝細(xì)胞水腫,出現(xiàn)嚴(yán)重的脂肪變性和氣球樣變性??鄥A低劑量組和陽(yáng)性對(duì)照組較模型組稍有好轉(zhuǎn),苦參堿高劑量組肝臟形態(tài)趨于完整,無(wú)明顯空洞,肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,肝索排列整齊,少量核固縮深染,未見(jiàn)明顯水腫和脂肪變性。見(jiàn)圖1。
圖1 苦參堿對(duì)酒精性肝損傷小鼠肝組織形態(tài)學(xué)的影響 (HE染色×100)
各組肝組織勻漿中SOD、MDA、GSH、CAT、TG 水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),模型組SOD、GSH、CAT 較空白組降低(P<0.05),MDA、TG 較空白組升高(P<0.05)。陽(yáng)性對(duì)照組、苦參堿高劑量組的GSH、CAT、SOD 較模型組升高(P<0.05),MDA、TG 較模型組降低(P<0.05)。低劑量苦參堿預(yù)處理可提高GSH、CAT 水平,抑制肝臟中TG 水平,但模型組與苦參堿低劑量組SOD、MDA 水平比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。
表2 各組肝組織SOD、MDA、GSH、CAT、TG相對(duì)表達(dá)量比較 (n=6,±s)
表2 各組肝組織SOD、MDA、GSH、CAT、TG相對(duì)表達(dá)量比較 (n=6,±s)
組別空白組模型組陽(yáng)性對(duì)照組苦參堿高劑量組苦參堿低劑量組F 值P 值SOD/(u/mg)0.26±0.02 0.16±0.04 0.23±0.05 0.24±0.03 0.20±0.03 6.025 0.007 MDA/(nmol/mg)0.76±0.10 1.13±0.25 0.83±0.18 0.86±0.16 0.93±0.22 4.002 0.025 GSH/(g/L)1.87±0.20 1.30±0.24 1.63±0.26 1.73±0.30 1.65±0.26 4.539 0.021 CAT/(u/mg)1.18±0.06 0.87±0.10 1.04±0.05 1.12±0.04 1.00±0.07 5.212 0.010 TG/(mmol/L)0.13±0.02 0.29±0.05 0.16±0.05 0.19±0.03 0.20±0.04 3.691 0.032
油紅O 染色結(jié)果顯示:空白組小鼠肝臟細(xì)胞中存在少量、小體積、分布均勻的橘紅色小脂滴。模型組小鼠可見(jiàn)肝細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)彌漫性、大小不一的橘紅色脂滴,相鄰肝細(xì)胞內(nèi)脂滴融合,且較空白組體積增大。陽(yáng)性對(duì)照組、苦參堿高劑量組、苦參堿低劑量組小鼠肝細(xì)胞內(nèi)橘紅色脂滴較模型組數(shù)量減少,體積減小,差異顯著(見(jiàn)圖2)。計(jì)算脂滴光密度后結(jié)果顯示:空白組、模型組、陽(yáng)性對(duì)照組、苦參堿高劑量組、苦參堿低劑量組肝臟脂滴光密度分別為(4.08±0.42)、(7.09±1.59)、(5.84±0.47)、(4.15±0.94)、(4.50±0.39),經(jīng)單因素方差分析,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=9.888,P=0.000)。模型組較空白組增加(P<0.05),陽(yáng)性對(duì)照組、苦參堿高劑量組、苦參堿低劑量組較模型組減少(P<0.05)。
圖2 苦參堿對(duì)酒精性肝損傷小鼠肝細(xì)胞脂質(zhì)沉積的影響 (油紅O染色×200)
ALD 的病理機(jī)制涉及廣泛,與線粒體功能障礙、脂質(zhì)過(guò)氧化、腸源性內(nèi)毒素血癥、Kupffer 細(xì)胞活化、免疫系統(tǒng)及肝炎病毒等有關(guān)[10-11]。此外,近年來(lái)有研究表明氧化應(yīng)激反應(yīng)在酒精性肝損傷中起到重要的推動(dòng)作用[12-13]。苦參堿具有多種藥理作用,臨床上主要用于治療病毒性肝炎、慢性肝纖維化以及惡性腫瘤的輔助治療[14]。柴寧莉等[15]發(fā)現(xiàn)氧化苦參堿可誘導(dǎo)肝星狀細(xì)胞凋亡,減輕四氯化碳誘導(dǎo)的肝纖維化。此外,有研究發(fā)現(xiàn)苦參堿具有抗癌作用,可下調(diào)肝癌干性基因,抑制肝癌細(xì)胞的增殖[16]。此外,苦參堿對(duì)APAP 所致的藥物性肝損傷具有保護(hù)作用[17],但其在酒精性肝損傷中的作用仍不清楚,本實(shí)驗(yàn)旨在通過(guò)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)探討苦參堿在酒精性肝損傷中的抗氧化作用。
肝臟是進(jìn)行酒精代謝的主要器官,ALT 和AST作為肝細(xì)胞漿內(nèi)的兩種可溶性酶,在酒精代謝中起到重要作用。肝細(xì)胞受損后,細(xì)胞膜的通透性增加,導(dǎo)致大量可溶性酶進(jìn)入血液,因此ALT 和AST 可作為肝臟損傷的敏感指標(biāo)[18],能反映肝細(xì)胞的損傷程度。本研究中模型組小鼠的ALT、AST 和T-BIL 明顯高于空白組,提示急性肝損傷模型復(fù)制成功,而苦參堿注射液各治療組ALT、AST、T-BIL較模型組明顯下降,且隨著劑量因素比重的增大,抑制作用更明顯。說(shuō)明苦參堿注射液預(yù)處理能穩(wěn)定肝細(xì)胞膜,抑制因肝細(xì)胞破裂、壞死而引起的血清轉(zhuǎn)氨酶升高,保護(hù)肝細(xì)胞免于大量酒精攝入引起的損傷。
肝臟內(nèi)TG 的積累是機(jī)體對(duì)乙醇消耗的重要反應(yīng)之一,也是肝臟脂肪變性的重要特征。與空白組相比,模型組TG 水平升高,苦參堿預(yù)處理可降低肝臟中TG 水平,且隨著劑量因素比重的增加,抑制作用更明顯。油紅O 是一種偶氮染料,可特異性的與組織中的TG 等中性脂肪結(jié)合呈小脂滴狀并著色,組織內(nèi)的脂滴呈橘紅色[19]。本研究油紅O 染色結(jié)果顯示經(jīng)苦參堿預(yù)處理后,小鼠肝組織中的脂滴較模型組下降,表明苦參堿可有效抑制酒精引起的小鼠肝臟脂質(zhì)代謝紊亂,抑制肝臟中脂肪過(guò)度沉積,減少脂質(zhì)過(guò)氧化損傷。
氧化應(yīng)激指機(jī)體產(chǎn)生大量自由基,造成體內(nèi)多種分子的氧化或硝化損傷,降低清除自由基的能力,損傷脂質(zhì)、蛋白質(zhì)及DNA[20]。過(guò)量的ROS 可激活肝細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化,導(dǎo)致MDA 和其他脂質(zhì)過(guò)氧化物大量生成,這可能破壞細(xì)胞膜,導(dǎo)致細(xì)胞的腫脹和壞死[9]。MDA 作為不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)生成的終末產(chǎn)物之一,可破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),其水平可反映自由基產(chǎn)生的強(qiáng)度,體現(xiàn)機(jī)體損傷的程度[21]。模型組小鼠肝組織勻漿中MDA 顯著增加,表明其肝臟脂質(zhì)過(guò)氧化受損嚴(yán)重,而苦參堿可拮抗酒精攝入引起的氧化損傷。SOD、GSH、CAT 是體內(nèi)重要的抗氧化酶和非酶抗氧化劑,可直接或間接清除氧自由基,及時(shí)修復(fù)受損細(xì)胞[22]。與模型組比較,苦參堿高劑量組的SOD、GSH、CAT 水平明顯提高,表明苦參堿可提高機(jī)體抗氧化能力,清除自由基,改善肝損傷。
中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志2021年24期